KR102000315B1

KR102000315B1 - Linear motor device and method for controlling linear motor device

Info

Publication number: KR102000315B1
Application number: KR1020147016520A
Authority: KR
Inventors: 슈헤이 야마나카; 유키 노무라
Original assignee: 티에치케이 가부시끼가이샤
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2012-12-05
Publication date: 2019-07-15
Also published as: US9318984B2; TWI554021B; CN103959640A; JP6068098B2; JP2013141386A; US20140333236A1; CN106972728B; TW201334393A; DE112012005130T5; KR20140106571A; CN106972728A; WO2013084933A1; CN103959640B

Abstract

리니어 모터 장치는, 리니어 모터와, 이 리니어 모터의 가동자를 이동시켜 가압 대상물에 하중을 가하는 제어부를 구비한다. 제어부는, 위치 제어에 기초하여, 미리 정해진 제1 속도로 가동자를 가압 대상물을 향해 이동시킨 후에, 가동자가 가압 대상물에 압력을 가하기 시작하였을 때에, 제1 속도보다 느리게, 또한, 가압 대상물에 가하는 압력이 소정의 압력 이하로 되는 제2 속도로 감속하여 가동자를 이동시키는 제어를 하고, 리니어 모터에 흐르는 전류가 미리 정해진 전류 제한값 이상으로 될 때까지 가동자를 이동시킨다.The linear motor apparatus includes a linear motor and a control unit for moving a mover of the linear motor to apply a load to the object to be pressed. When the mover starts to apply pressure to the object to be pressed after moving the mover to the object to be pressed at a predetermined first velocity based on the position control, the control unit controls the pressure applied to the object to be pressed slower than the first velocity, And the mover is moved until the current flowing through the linear motor becomes equal to or higher than a predetermined current limit value.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a linear motor device and a control method of the linear motor device,

본 발명은 리니어 모터 장치, 리니어 모터 장치의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a linear motor device and a control method of the linear motor device.

본 발명은, 2011년 12월 7일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2011-267938호 및 2012년 11월 9일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2012-247400호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.The present invention claims priority based on Japanese Patent Application No. 2011-267938 filed in Japan on December 7, 2011 and Japanese Patent Application No. 2012-247400 filed in Japan on November 9, 2012 , Its contents are used here.

전자 부품 등의 워크를 기판에 실장할 때에 워크를 기판에 가압하는 공작 장치가 사용되고 있다. 이와 같은 공작 장치에서는, 워크를 가압하는 수단으로서, 리니어 모터 등이 사용되고 있다(특허문헌 1).BACKGROUND ART A machine tool for pressing a workpiece onto a substrate when mounting a workpiece such as an electronic component on a substrate is used. In such a machine tool, as a means for pressing the workpiece, a linear motor or the like is used (Patent Document 1).

이와 같은 공작 장치에서는, 워크를 기판에 확실하게 설치하기 위해, 일정 이상의 하중(압력)으로 워크를 가압할 필요가 있다. 이때, 워크나 기판의 파손을 방지하기 위해, 하중을 가능한 한 작게 하는 것이 요구된다. 공작 장치에서는, 워크에 대한 하중을 고정밀도로 제어하는 것이 요구된다.In such a machine tool, it is necessary to press the workpiece with a load (pressure) equal to or greater than a certain level in order to reliably install the workpiece on the substrate. At this time, in order to prevent breakage of the work and the substrate, it is required to reduce the load as small as possible. In the machine tool, it is required to control the load on the work with high accuracy.

일본 특허 공개 제2009-194015호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-194015

특허문헌 1에 기재되어 있는 기술은, 워크에 대한 하중을 측정하는 하중 검출기를 사용하고, 하중 검출기로부터 얻어지는 정보에 기초하여 리니어 모터에 대한 제어를 행하고 있다. 그로 인해, 하중 검출기의 설치 위치가 어긋나 있는 경우나, 하중 검출기의 검출 정밀도에 큰 오차가 있는 경우에는, 워크에 대한 하중을 제어하는 정밀도가 저하되어 버린다고 하는 문제가 있다.The technique described in Patent Document 1 uses a load detector that measures a load on a work, and controls the linear motor based on information obtained from the load detector. As a result, there is a problem that accuracy in controlling the load on the work is lowered when the installation position of the load detector deviates or when there is a large error in the detection accuracy of the load detector.

본 발명의 목적은, 워크 등의 가압 대상물에 대한 하중을 측정하는 센서를 사용하지 않고, 가압 대상물에 대한 가압 제어의 정밀도를 향상시킬 수 있는 리니어 모터 장치 및 리니어 모터 장치의 제어 방법을 제공하는 것에 있다.It is an object of the present invention to provide a linear motor device and a control method of a linear motor device capable of improving the precision of the pressure control on a pressing object without using a sensor for measuring a load on the pressing object such as a workpiece have.

본 발명의 리니어 모터 장치의 실시 형태는, 리니어 모터와, 이 리니어 모터의 가동자를 이동시켜 가압 대상물에 하중을 가하는 제어부를 구비하는 리니어 모터 장치이며, 위치 제어에 기초하여, 미리 정해진 제1 속도로 상기 가동자를 상기 가압 대상물을 향해 이동시킨 후에, 상기 가동자가 상기 가압 대상물에 압력을 가하기 시작하였을 때에, 상기 제1 속도보다 느리게, 또한, 상기 가압 대상물에 가하는 압력이 소정의 압력 이하로 되는 제2 속도로 감속하여 상기 가동자를 이동시키는 제어를 하고, 상기 리니어 모터에 흐르는 전류가 미리 정해진 전류 제한값 이상으로 될 때까지 상기 제2 속도로 상기 가동자를 이동시킨다.An embodiment of the linear motor apparatus of the present invention is a linear motor apparatus comprising a linear motor and a control section for moving a mover of the linear motor to apply a load to the object to be pressed, Wherein when the mover starts to apply pressure to the object to be pressed after moving the mover toward the object to be pressed, the second speed is lower than the first speed, and the pressure applied to the object to be pressed is equal to or lower than the predetermined pressure. And moves the mover at the second speed until the current flowing through the linear motor becomes equal to or higher than a predetermined current limit value.

본 발명의 리니어 모터 장치의 제어 방법의 실시 형태는, 리니어 모터와, 이 리니어 모터의 가동자를 이동시켜 가압 대상물에 하중을 가하는 제어부를 구비하는 리니어 모터 장치에 있어서의 제어 방법이며, 위치 제어에 기초하여, 미리 정해진 제1 속도로 상기 가동자를 상기 가압 대상물을 향해 이동시킨 후에, 상기 가동자가 상기 가압 대상물에 압력을 가하기 시작하였을 때에, 상기 제1 속도보다 느리게, 또한, 상기 가압 대상물에 가하는 압력이 소정의 압력 이하로 되는 제2 속도로 감속하여 상기 가동자를 이동시키는 제어를 하고, 상기 리니어 모터에 흐르는 전류가 미리 정해진 전류 제한값 이상으로 될 때까지 상기 제2 속도로 상기 가동자를 이동시키는 스텝을 갖는다.An embodiment of a control method of a linear motor apparatus of the present invention is a control method in a linear motor apparatus having a linear motor and a control section for moving a mover of the linear motor to apply a load to the object to be pressed, Wherein when the mover starts to apply pressure to the object to be pressed after moving the mover toward the object to be pressed at a first predetermined speed, the pressure applied to the object to be pressed slower than the first speed, And a step of moving the mover at the second speed until the current flowing through the linear motor reaches a predetermined current limit value or more .

본 발명에 의하면, 리니어 모터 장치는, 가동자가 가압 대상물(워크)에 접촉하기 전에 제1 속도보다 느린 제2 속도로 감속시킴으로써, 가압 대상물에 불필요한 충격을 부여하지 않고 가동자를 가압 대상물에 가압할 수 있다. 따라서, 가압 대상물에 대한 가압 제어의 정밀도를 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the linear motor device is capable of pressing the mover against the pressing object without giving an unnecessary shock to the pressing object by decelerating the mover at a second speed lower than the first speed before the mover touches the pressing object (work) have. Therefore, the accuracy of the pressure control with respect to the pressing object can be improved.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 공작 장치(1)의 구성을 도시하는 개략 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 리니어 모터(10)의 사시도(일부 단면도)이다.
도 3은 본 실시 형태에 있어서의 코일 홀더(105)에 보유 지지된 코일 유닛을 도시하는 사시도이다.
도 4는 본 실시 형태에 있어서의 리니어 모터(10)의 마그네트(103)와 코일(104)의 위치 관계를 도시하는 도면이다.
도 5는 자기 센서의 원리를 도시하는 사시도이다.
도 6은 AMR 센서에 있어서의 자계의 방향과, 저항값의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7은 자계 강도가 포화 감도 이상인 경우에 있어서도, 자계의 방향을 검출하는 자기 센서(112)의 강자성 박막 금속의 형상예를 도시하는 도면이다.
도 8은 자기 센서의 등가 회로(하프 브리지)를 도시하는 도면이다.
도 9는 자계의 방향을 검출하는 자기 센서의 강자성 박막 금속의 형상예를 도시하는 도면이다.
도 10은 자기 센서(112)와, 로드(101)의 위치 관계를 도시하는 도면이다.
도 11은 자기 센서(112)가 출력하는 신호예를 나타내는 도면이다.
도 12a는 2세트의 풀브리지 구성을 이용한 자기 센서를 도시하는 도면이다.
도 12b는 2세트의 풀브리지 구성을 이용한 자기 센서를 도시하는 도면이다.
도 13은 자기 센서(112)가 출력하는 신호를 나타내는 그래프이다.
도 14는 로드(101)와 자기 센서(112)의 위치 관계 및 자기 센서(112)가 출력하는 신호를 나타내는 개념도이다.
도 15는 자기 센서(112)의 출력 VoutA와 VoutB에 의해 그려지는 리사주 도형을 도시하는 도면이다.
도 16은 엔드 케이스(109)에 설치되는 자기 센서(112)를 도시하는 도면이다.
도 17은 엔드 케이스(109)에 설치된 베어링인 부시(108)를 도시하는 도면이다.
도 18은 본 실시 형태에 있어서의 제어부(20)의 구성을 도시하는 개략 블록도이다.
도 19는 본 실시 형태에 있어서의 공작 장치(1)가 워크(33)를 처음에 가압할 때의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 20은 본 동 실시 형태에 있어서의 공작 장치(1)가 갱신한 FL 모드 개시 위치를 이용하여 워크(33)를 기판(31)에 가압하는 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 21은 도 20의 스텝 S202부터 스텝 S209까지의 동작에 있어서의 속도, 전류 및 동작 완료 신호의 변화를 나타내는 파형도이다.
도 22는 도 20의 스텝 S212부터 스텝 S217까지의 동작에 있어서의 속도, 전류 및 동작 완료 신호의 변화를 나타내는 파형도이다.
도 23은 전기각의 위상 이동과 리니어 모터(10)가 발생시키는 추력의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 24는 본 실시 형태에 있어서의 공작 장치(1)가 워크(33)를 기판(31)에 가압하는 동작의 변형예를 나타내는 흐름도이다.1 is a schematic block diagram showing the configuration of a machine tool 1 according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view (partial cross-sectional view) of the linear motor 10 in the embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing the coil unit held by the coil holder 105 in the present embodiment.
4 is a diagram showing the positional relationship between the magnet 103 and the coil 104 of the linear motor 10 in this embodiment.
5 is a perspective view showing the principle of the magnetic sensor.
6 is a graph showing the relationship between the direction of the magnetic field and the resistance value in the AMR sensor.
7 is a diagram showing an example of the shape of the ferromagnetic thin film metal of the magnetic sensor 112 for detecting the direction of the magnetic field even when the magnetic field strength is equal to or higher than the saturation sensitivity.
8 is a diagram showing an equivalent circuit (half bridge) of the magnetic sensor.
9 is a diagram showing an example of the shape of the ferromagnetic thin film metal of the magnetic sensor for detecting the direction of the magnetic field.
10 is a diagram showing the positional relationship between the magnetic sensor 112 and the rod 101. As shown in Fig.
11 is a diagram showing an example of a signal output by the magnetic sensor 112. Fig.
12A is a diagram showing a magnetic sensor using two sets of full bridge configurations.
12B is a diagram showing a magnetic sensor using two sets of full bridge configurations.
13 is a graph showing a signal output by the magnetic sensor 112. In Fig.
14 is a conceptual diagram showing a positional relationship between the rod 101 and the magnetic sensor 112 and a signal output by the magnetic sensor 112. Fig.
15 is a diagram showing a Lis-master figure drawn by outputs VoutA and VoutB of the magnetic sensor 112. Fig.
16 is a diagram showing a magnetic sensor 112 installed in the end case 109. Fig.
17 is a view showing a bush 108 as a bearing provided in the end case 109. Fig.
18 is a schematic block diagram showing the configuration of the control unit 20 in the present embodiment.
19 is a flowchart showing the operation when the work machine 1 presses the work 33 for the first time in this embodiment.
20 is a flowchart showing the operation of pressing the work 33 onto the substrate 31 by using the FL mode start position updated by the machine tool 1 in the present embodiment.
FIG. 21 is a waveform diagram showing changes in speed, current, and operation completion signal in the operations from step S202 to step S209 in FIG.
FIG. 22 is a waveform diagram showing changes in speed, current, and operation completion signal in the operations from step S212 to step S217 in FIG.
23 is a graph showing the relationship between the phase shift of the electric angle and the thrust force generated by the linear motor 10. Fig.
24 is a flowchart showing a modified example of the operation in which the work machine 1 presses the work 33 onto the substrate 31 in the present embodiment.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 리니어 모터 장치 및 제어 방법을 설명한다.Hereinafter, a linear motor device and a control method in an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 공작 장치(1)의 구성을 도시하는 개략 블록도이다.1 is a schematic block diagram showing the configuration of a machine tool 1 according to an embodiment of the present invention.

모터 장치인 공작 장치(1)는 로드 타입의 리니어 모터(10)와, 리니어 모터(10)에 설치된 가압체(11)와, 리니어 모터(10)를 제어하는 제어부(20)를 구비하고 있다. 리니어 모터(10)의 로드(101)의 선단에는, 가압체(11)가 설치된다.The machine tool 1 as a motor device includes a rod type linear motor 10, a pressing body 11 provided in the linear motor 10 and a control unit 20 for controlling the linear motor 10. At the tip of the rod 101 of the linear motor 10, a pressing body 11 is provided.

공작 장치(1)는 가압체(11)를 연직 방향으로 이동시키고, 가압체(11)를 전자 부품 등의 워크(33)(가압 대상물)에 접촉시킨다. 그리고, 가압체(11)를 사용하여, 워크(33)를 기판(31)을 향해 가압한다. 이에 의해, 공작 장치(1)는 워크(33)를 기판(31)의 소정의 개소에 접착제(32)를 개재하여 설치한다.The machine tool 1 moves the pressing body 11 in the vertical direction and brings the pressing body 11 into contact with the work 33 (pressing object) such as an electronic part. Then, the work 33 is pressed toward the substrate 31 by using the pressing body 11. Thereby, the work machine 1 is installed with the work 33 on a predetermined portion of the substrate 31 with the adhesive 32 interposed therebetween.

이하, 리니어 모터(10)와 제어부(20)의 구성에 대해 설명한다.Hereinafter, the configurations of the linear motor 10 and the control unit 20 will be described.

도 2는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 리니어 모터(10)의 사시도(일부 단면도)이다.2 is a perspective view (partial cross-sectional view) of the linear motor 10 in the embodiment of the present invention.

리니어 모터(10)는 코일 수용 케이스(102)에 대해 로드(101)를 축선 방향으로 이동할 수 있다. 코일 수용 케이스(102) 내에는, 코일 홀더(105)에 보유 지지된 복수의 코일(104)이 적층(배열)되어 있다. 코일 수용 케이스(102)의 양단부면 각각에는, 엔드 케이스(109)가 설치되어 있다. 엔드 케이스(109)에는, 로드(101)의 직선 운동을 안내하기 위한 베어링인 부시(108)가 설치되어 있다.The linear motor 10 can move the rod 101 in the axial direction with respect to the coil receiving case 102. [ A plurality of coils 104 held in a coil holder 105 are stacked (arranged) in a coil accommodating case 102. An end case 109 is provided on each of both end faces of the coil housing case 102. The end case 109 is provided with a bush 108 serving as a bearing for guiding the linear motion of the rod 101. [

로드(101)는, 예를 들어 스테인리스 등의 비자성재를 포함하고, 파이프와 같이 중공의 공간을 갖는다. 로드(101)의 중공 공간에는, 원기둥 형상의 복수의 마그네트(103)(세그먼트 자석)가 서로 동극을 대향시켜, 로드(101)의 길이 방향을 따라 적층되어 있다. 각 마그네트(103)는 인접하는 한 쪽의 마그네트(103)와 N극끼리를 대향시키고, 인접하는 다른 쪽의 마그네트(103)와 S극끼리를 대향시킨다. 마그네트(103)의 사이에는, 예를 들어 철 등의 자성체를 포함하는 폴 슈(107)(자극 블록)가 개재되어 있다. 로드(101)는 적층된 코일(104) 내를 관통함과 함께, 코일 수용 케이스(102)에 의해 축선 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다.The rod 101 includes, for example, a nonmagnetic material such as stainless steel and has a hollow space such as a pipe. In the hollow space of the rod 101, a plurality of columnar magnets 103 (segment magnets) are stacked along the longitudinal direction of the rod 101 with their coils opposed to each other. Each of the magnets 103 opposes one adjacent magnet 103 and the N poles, and opposes the other adjacent magnet 103 and the S poles. Between the magnet 103, a pole shoe 107 (magnetic pole block) including a magnetic body such as iron is interposed. The rod 101 passes through the stacked coil 104 and is supported by the coil housing case 102 so as to be movable in the axial direction.

도 3은 본 실시 형태에 있어서의 코일 홀더(105)에 보유 지지된 코일 유닛을 도시하는 사시도이다.3 is a perspective view showing the coil unit held by the coil holder 105 in the present embodiment.

도 3에 도시된 바와 같이, 코일(104)은 동선을 나선 형상으로 권취한 것으로, 코일 홀더(105)에 보유 지지되어 있다. 복수의 코일(104)은 로드(101)의 마그네트(103)가 배열되어 있는 방향을 중심으로 하여, 로드(101)의 외주를 따라 동선이 권취된 것이다. 각 코일(104)이 마그네트(103)가 배열되어 있는 방향과 동일한 방향으로 배열되어 있다.As shown in Fig. 3, the coil 104 is wound in a spiral shape and held by the coil holder 105. As shown in Fig. A plurality of coils 104 are wound around a circumference of a rod 101 around a direction in which the magnets 103 of the rod 101 are arranged. The coils 104 are arranged in the same direction as the direction in which the magnets 103 are arranged.

인접하는 코일(104)을 절연시킬 필요가 있기 때문에, 코일(104)끼리의 사이에는 링 형상의 수지제 스페이서(105a)가 개재된다. 코일 홀더(105) 상에는 프린트 기판(106)이 설치된다. 코일(104)의 권선의 단부(104a)는 프린트 기판(106)에 결선된다.A ring-shaped resin spacer 105a is interposed between the coils 104 because it is necessary to insulate the adjacent coils 104 from each other. A printed circuit board 106 is mounted on the coil holder 105. The end 104a of the coil of the coil 104 is connected to the printed board 106. [

본 실시 형태에서는, 인서트 성형에 의해, 코일 수용 케이스(102)를 코일(104)과 일체로 성형한다. 구체적으로는, 코일(104) 및 코일 홀더(105)를 금형에 세트하고, 용융된 수지 또는 특수 세라믹스를 금형 내에 주입하여 코일 수용 케이스(102)를 성형한다.In the present embodiment, the coil housing case 102 is formed integrally with the coil 104 by insert molding. Specifically, the coil 104 and the coil holder 105 are set in the mold, and the molten resin or the special ceramics is injected into the mold to form the coil receiving case 102.

도 2에 도시된 바와 같이, 코일 수용 케이스(102)에는, 코일(104)의 방열성을 높이기 위해 핀(102a)이 복수 형성된다.As shown in Fig. 2, a plurality of fins 102a are formed in the coil housing case 102 in order to enhance heat dissipation of the coils 104. Fig.

코일 홀더(105)에 보유 지지된 코일(104)을 알루미늄제의 코일 수용 케이스(102)에 수납하고, 코일(104)과 코일 수용 케이스(102) 사이의 간극을 접착제로 메워, 코일(104) 및 코일 홀더(105)를 코일 수용 케이스(102)에 고정해도 된다.The coil 104 held in the coil holder 105 is housed in a coil housing 102 made of aluminum and the gap between the coil 104 and the coil housing case 102 is filled with an adhesive, And the coil holder 105 may be fixed to the coil receiving case 102.

도 4는 본 실시 형태에 있어서의 리니어 모터(10)의 마그네트(103)와 코일(104)의 위치 관계를 도시하는 도면이다.4 is a diagram showing the positional relationship between the magnet 103 and the coil 104 of the linear motor 10 in this embodiment.

로드(101) 내의 중공 공간에는, 원기둥 형상의 복수의 마그네트(103)(세그먼트 자석)가 서로 동극이 대향하도록 배열된다. 코일(104)은 3개로, U·V·W상을 포함하는 1세트의 3상 코일로 된다. 1세트의 3상 코일을 복수 조합하여, 코일 유닛이 구성된다. U·V·W상의 3상으로 나눈 복수의 코일(104)에 120°씩 위상이 상이한 3상 전류를 흘리면, 코일(104)의 축선 방향으로 이동하는 이동 자계가 발생한다.In the hollow space in the rod 101, a plurality of cylindrical magnets 103 (segment magnets) are arranged so that their coils are opposite to each other. The number of the coils 104 is three and becomes a set of three-phase coils including U, V, and W phases. A plurality of three-phase coils are combined to constitute a coil unit. When a three-phase current having a phase difference of 120 degrees is supplied to a plurality of coils 104 divided into three phases of U, V and W phases, a moving magnetic field moving in the axial direction of the coil 104 is generated.

로드(101)는 구동용 자석으로서의 각 마그네트(103)가 발생시키고 있는 자계와, 이동 자계의 작용에 의해 추력을 얻어, 이동 자계의 속도에 동기하여 코일(104)에 대해 상대적으로 직선 운동을 행한다.The rod 101 obtains a thrust by the action of the magnetic field generated by each magnet 103 as the driving magnet and the action of the moving magnetic field and performs a linear motion relative to the coil 104 in synchronization with the velocity of the moving magnetic field .

도 2에 도시된 바와 같이, 자기 센서 수용 케이스인 엔드 케이스(109)의 한쪽에는, 로드(101)의 위치를 검출하기 위한 자기 센서(112)가 설치된다. 자기 센서(112)는 로드(101)로부터 소정의 간극을 두고 배치된다. 자기 센서(112)는 로드(101)의 직선 운동에 기인하는, 로드(101) 내의 각 마그네트(103)가 발생하는 자계의 방향(자기 벡터의 방향)의 변화를 검출한다.As shown in Fig. 2, a magnetic sensor 112 for detecting the position of the rod 101 is provided on one side of the end case 109, which is a magnetic sensor housing case. The magnetic sensor 112 is disposed with a predetermined clearance from the rod 101. The magnetic sensor 112 detects a change in the direction of the magnetic field (the direction of the magnetic vector) generated by each magnet 103 in the rod 101 due to the linear motion of the rod 101. [

도 5에 도시된 바와 같이, 자기 센서(112)는 Si 또는 글래스 기판(121)과, 그 위에 형성된 Ni, Fe 등의 강자성 금속을 주성분으로 하는 합금(강자성 박막 금속)으로 형성되는 자기 저항 소자(122)를 갖는다.5, the magnetic sensor 112 includes a Si or glass substrate 121 and a magnetoresistive element (a ferromagnetic film) formed of an alloy (ferromagnetic thin film metal) containing a ferromagnetic metal such as Ni and Fe as a main component 122).

자기 센서(112)는 특정한 자계 방향에서 저항값이 변화되기 때문에 AMR(Anisotropic-Magnetro-Resistance) 센서(이방성 자기 저항 소자)라고 불린다(참고 문헌:「수직 타입 MR 센서 기술 자료」, [online], 2005년 10월 1일, 하마마쓰 광전 주식회사, 「2011년 11월 7일 검색」, 인터넷 <URL; http://www.hkd.co.jp/technique/img/amr-note1.pdf>).The magnetic sensor 112 is called an AMR (Anisotropic-Magnetro-Resistance) sensor (anisotropic magnetoresistive element) because its resistance value changes in a specific magnetic field direction (refer to "Vertical Type MR Sensor Technical Data" October 1, 2005, Hamamatsu Optoelectronics < / RTI > Ltd., &Quot; Search on November 7, 2011 ", Internet <URL; http://www.hkd.co.jp/technique/img/amr-note1.pdf>).

도 6은 AMR 센서에 있어서의 자계의 방향과, 저항값의 관계를 나타내는 그래프이다.6 is a graph showing the relationship between the direction of the magnetic field and the resistance value in the AMR sensor.

자기 저항 소자(122)에 전류를 흘리고, 저항 변화량이 포화되는 자계 강도를 인가하고, 그 자계(H)의 방향을 전류 방향 Y에 대해 각도 변화 θ를 부여하였다고 하자. 이때, 도 6에 도시된 바와 같이, 저항 변화량(△R)은 전류 방향과 자계의 방향이 수직(θ＝90°, 270°)일 때에 최대로 되고, 전류 방향과 자계의 방향이 평행(θ＝0°, 180°)일 때에 최소로 된다. 저항값 R은, 전류 방향과 자계 방향의 각도 성분에 따라, 하기하는 수학식 1과 같이 변화된다.It is assumed that a current is supplied to the magnetoresistive element 122 to apply a magnetic field strength to saturate a resistance change amount and the direction of the magnetic field H is given an angle change? 6, the resistance change amount DELTA R is maximized when the current direction and the magnetic field direction are perpendicular ([theta] = 90 [deg.] And 270 [deg.]), And the current direction and the magnetic field direction are parallel = 0 DEG, 180 DEG). The resistance value R changes according to the angle component in the current direction and the magnetic field direction according to the following equation (1).

자계 강도가 포화 감도 이상이면, △R은 상수로 되고, 저항값 R은 자계의 강도에는 영향받지 않게 된다.If the magnetic field strength is equal to or higher than the saturation sensitivity,? R is a constant, and the resistance value R is not affected by the strength of the magnetic field.

[수학식 1][Equation 1]

R0:무자계 중에 있어서의 강자성 박막 금속의 저항값R0: resistance value of the ferromagnetic thin film metal in the magnetless system

△R:저항 변화량ΔR: Change in resistance

θ:자계 방향을 나타내는 각도&thetas;: an angle representing the magnetic field direction

도 7은 자계 강도가 포화 감도 이상인 경우에 있어서도, 자계의 방향을 검출하는 자기 센서(112)의 강자성 박막 금속의 형상예를 도시하는 도면이다.7 is a diagram showing an example of the shape of the ferromagnetic thin film metal of the magnetic sensor 112 for detecting the direction of the magnetic field even when the magnetic field strength is equal to or higher than the saturation sensitivity.

도 7에 도시한 바와 같이, 세로 방향으로 형성된 강자성 박막 금속 엘리먼트(R1)와, 가로 방향의 엘리먼트(R2)가 직렬로 결선한 형상으로 된다.The ferromagnetic thin metal film element R1 formed in the longitudinal direction and the element R2 in the transverse direction are connected in series as shown in Fig.

엘리먼트(R1)에 대해 가장 큰 저항 변화를 촉진하는 수직 방향의 자계는, 엘리먼트(R2)에 대해 최소의 저항 변화로 된다. 저항값 R1과 R2는 다음 수학식 2, 3으로 부여된다.The magnetic field in the vertical direction that promotes the greatest resistance change with respect to the element R1 becomes the minimum resistance change with respect to the element R2. The resistance values R1 and R2 are given by the following equations (2) and (3).

[수학식 2]&Quot; (2) "

[수학식 3]&Quot; (3) "

도 8은 자기 센서의 등가 회로(하프 브리지)를 도시하는 도면이다. 이 등가 회로의 출력 Vout는 다음 수학식 4로 부여된다.8 is a diagram showing an equivalent circuit (half bridge) of the magnetic sensor. The output Vout of this equivalent circuit is given by the following equation (4).

[수학식 4]&Quot; (4) "

수학식 4에 수학식 2, 3을 대입하고, 정리하면, 다음 수학식 5-1, 5-2가 얻어진다.By substituting the equations (2) and (3) into the equation (4) and summarizing them, the following equations (5-1) and (5-2) are obtained.

[수학식 5-1][Equation 5-1]

[수학식 5-2]&Quot; (5-2) "

도 9는 자계의 방향을 검출하는 자기 센서의 강자성 박막 금속의 형상예를 도시하는 도면이다.9 is a diagram showing an example of the shape of the ferromagnetic thin film metal of the magnetic sensor for detecting the direction of the magnetic field.

도 9에 도시한 바와 같이, 강자성 박막 금속의 형상을 형성하면, 2개의 출력 Vout＋와 Vout-를 사용하여 중점 전위의 안정성의 향상과 증폭을 행하는 것이 가능해진다.As shown in Fig. 9, when the shape of the ferromagnetic thin film metal is formed, it is possible to improve the stability of the midpoint potential and amplify by using the two outputs Vout + and Vout-.

로드(101)가 직선 운동할 때의 자계 방향의 변화와 자기 센서(112)의 출력에 대해 설명한다.The change of the magnetic field direction when the rod 101 linearly moves and the output of the magnetic sensor 112 will be described.

도 10은, 자기 센서(112)와, 로드(101)의 위치 관계를 도시하는 도면이다.10 is a diagram showing the positional relationship between the magnetic sensor 112 and the rod 101. As shown in Fig.

도 10에 도시한 바와 같이, 자기 센서(112)를 포화 감도 이상의 자계 강도가 인가되는 갭 l의 위치에, 또한, 자계의 방향 변화가 센서면에 기여하도록 배치한다.As shown in Fig. 10, the magnetic sensor 112 is disposed at a position of the gap 1 to which a magnetic field strength higher than saturation sensitivity is applied, so that a change in magnetic field direction contributes to the sensor surface.

이때, 자기 센서(112)가 로드(101)를 따라 위치 A∼E의 거리 λ를 상대적으로 이동한 경우, 자기 센서(112)의 출력은, 다음과 같이 된다.At this time, when the magnetic sensor 112 relatively moves the distance? Of the positions A to E along the rod 101, the output of the magnetic sensor 112 becomes as follows.

도 11은, 자기 센서(112)가 출력하는 신호예를 나타내는 도면이다.11 is a diagram showing an example of a signal output by the magnetic sensor 112. Fig.

도 11에 나타내는 바와 같이, 로드(101)가 거리 λ를 직선 이동하였을 때, 센서면에서는 자계의 방향이 1회전한다. 이때에 전압의 신호는, 1주기의 정현파 신호가 된다. 보다 정확하게 말하면, 수학식 5-1에 의해 나타내어지는 전압 Vout는, 2주기분의 정현파 신호로 된다.As shown in Fig. 11, when the rod 101 linearly moves the distance [lambda], the direction of the magnetic field makes one rotation on the sensor surface. At this time, the voltage signal becomes a sinusoidal signal of one period. More precisely, the voltage Vout represented by Equation (5-1) becomes a sinusoidal wave signal for two cycles.

그러나, 자기 센서(112)의 엘리먼트 연신 방향에 대해 45°로 바이어스 자계를 가하면, 주기가 반감하고, 로드(101)가 λ를 직선 이동하였을 때에 1주기의 출력 파형이 얻어진다.However, when a bias magnetic field is applied at 45 DEG to the element elongation direction of the magnetic sensor 112, the period is halved, and an output waveform of one cycle is obtained when the rod 101 linearly moves by?.

도 12b에 도시된 바와 같이, 운동의 방향을 알기 위해서는, 2세트의 풀브리지 구성의 엘리먼트를, 서로 45°기울도록 하나의 기판 상에 형성하면 된다.As shown in Fig. 12B, in order to know the direction of the motion, two sets of elements of the full bridge structure may be formed on one substrate so as to be inclined at 45 degrees with respect to each other.

도 13에 나타내어지는 바와 같이, 2세트의 풀브리지 회로에 의해 얻어진 출력 VoutA와 VoutB는, 서로 90°의 위상차를 갖는 코사인파 신호 및 정현파 신호로 된다.As shown in Fig. 13, the outputs VoutA and VoutB obtained by two sets of full bridge circuits are a cosine wave signal and a sinusoidal wave signal having a phase difference of 90 degrees with each other.

도 12a에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서, 자기 센서(112)는 2세트의 풀브리지 구성의 엘리먼트를 서로 45°기울도록 하나의 기판 상에 형성된다. 그리고, 이 자기 센서(112)가 로드(101)의 자계 방향의 변화를 검출한다. 이로 인해, 도 14에 도시된 바와 같이, 가령 자기 센서(112)의 설치 위치가 (1)에서 (2)로 어긋났다고 해도, 자기 센서(112)가 출력하는 정현파 신호 및 코사인파 신호(출력 VoutA 및 VoutB)에는 변화가 적다.As shown in Fig. 12A, in this embodiment, the magnetic sensor 112 is formed on one substrate so that the elements of two sets of the full bridge structure are inclined by 45 degrees with respect to each other. The magnetic sensor 112 detects a change in the direction of the magnetic field of the rod 101. 14, even if the installation position of the magnetic sensor 112 is shifted from (1) to (2), the sinusoidal wave signal and the cosine wave signal output from the magnetic sensor 112 And VoutB.

도 15는, 자기 센서(112)의 출력 VoutA와 VoutB에 의해 그려지는 리사주 도형을 도시하는 도면이다.15 is a diagram showing a Lis-Diagram drawn by the outputs VoutA and VoutB of the magnetic sensor 112. Fig.

자기 센서(112)의 출력의 변화가 적으므로, 도 15에 도시되는 원의 크기가 변화되기 어려워진다. 이로 인해, 자기 벡터(24)의 방향 θ를 정확하게 검출할 수 있다. 로드(101)와 자기 센서(112) 사이의 갭 l을 고정밀도로 관리하지 않아도, 로드(101)의 정확한 위치를 검출할 수 있으므로, 자기 센서(112)의 설치 조정이 용이해진다. 그뿐 아니라, 부시(108)에 의해 안내되는 로드(101)에 덜걱거림을 갖게 하는 것도 가능해지고, 로드(101)의 다소의 구부러짐을 허용하는 것도 가능해진다.Since the change of the output of the magnetic sensor 112 is small, the size of the circle shown in Fig. 15 is hardly changed. Therefore, the direction? Of the magnetic vector 24 can be accurately detected. The exact position of the rod 101 can be detected even if the gap l between the rod 101 and the magnetic sensor 112 is not managed with high accuracy, so that mounting adjustment of the magnetic sensor 112 is facilitated. In addition, it is also possible to make the rod 101 guided by the bush 108 to have a rattling, and it is also possible to allow some bending of the rod 101.

도 16은, 엔드 케이스(109)에 설치되는 자기 센서(112)를 도시하는 도면이다.16 is a diagram showing a magnetic sensor 112 installed in the end case 109. Fig.

엔드 케이스(109)에는, 자기 센서(112)를 수용하기 위한 공간을 포함하는 자기 센서 수용부(126)가 설치되어 있다. 자기 센서 수용부(126) 내에 자기 센서(112)를 배치한 후, 자기 센서(112)의 주위를 충전재(127)로 메운다. 이에 의해, 자기 센서(112)가 엔드 케이스(109)에 고정된다.The end case 109 is provided with a magnetic sensor accommodating portion 126 including a space for accommodating the magnetic sensor 112 therein. The magnetic sensor 112 is disposed in the magnetic sensor accommodating portion 126 and the periphery of the magnetic sensor 112 is filled with the filler 127. [ Thereby, the magnetic sensor 112 is fixed to the end case 109.

자기 센서(112)는 온도 특성을 갖고, 온도의 변화에 의해 출력이 변화된다. 코일(104)로부터 받는 열의 영향을 저감시키기 위해, 엔드 케이스(109) 및 충전재(127)에는, 코일 수용 케이스(102)보다도 열전도율이 낮은 재료가 사용된다. 예를 들어, 코일 수용 케이스(102)에는 에폭시계의 수지가 사용되고, 엔드 케이스(109) 및 충전재(127)에는, 폴리페닐렌술피드(PPS)가 사용된다.The magnetic sensor 112 has a temperature characteristic, and the output is changed by a change in temperature. A material having a thermal conductivity lower than that of the coil housing case 102 is used for the end case 109 and the filler material 127 in order to reduce the influence of the heat received from the coil 104. [ For example, an epoxy-based resin is used for the coil housing case 102, and polyphenylene sulfide (PPS) is used for the end case 109 and the filler material 127.

도 17은, 엔드 케이스(109)에 설치된 베어링인 부시(108)를 도시하는 도면이다.17 is a view showing a bush 108 as a bearing provided in the end case 109. Fig.

엔드 케이스(109)에 베어링 기능을 갖게 함으로써, 로드(101)와 자기 센서(112) 사이의 갭이 변동하는 것을 방지할 수 있다.By providing the end case 109 with a bearing function, it is possible to prevent the gap between the rod 101 and the magnetic sensor 112 from fluctuating.

도 18은, 본 실시 형태에 있어서의 제어부(20)의 구성을 도시하는 개략 블록도이다.18 is a schematic block diagram showing the configuration of the control section 20 in the present embodiment.

제어부(20)는 위치 제어부(201), 스위치부(202), 속도 제어부(203), 스위치부(204), 전류 제어부(205), 전력 변환기(206), 변류기(Current Transformer; CT)(207), 속도 산출부(208), 위치 산출부(209), 속도 전환 위치 결정부(210), 위치 판정부(211), 완료 신호 생성부(212), 전기각 보정부(213)를 구비하고 있다.The control unit 20 includes a position control unit 201, a switch unit 202, a speed control unit 203, a switch unit 204, a current control unit 205, a power converter 206, a current transformer (CT) 207 A speed calculating section 208, a position calculating section 209, a speed switching position determining section 210, a position determining section 211, a completion signal generating section 212 and an electric angle correcting section 213 have.

이하, 로드(101)를 가장 상승시켰을 때의 가압체(11)의 위치를, 가압체(11)의 위치의 기준으로 되는 원점으로 한 경우에 대해 설명한다.Hereinafter, the case where the position of the pressing body 11 when the rod 101 is lifted most is set as the reference point of the position of the pressing body 11 will be described.

위치 제어부(201)는 외부로부터 입력되는 위치 지령과, 위치 산출부(209)가 산출하는 로드(101)의 위치를 나타내는 정보에 기초하여, 속도 지령을 산출한다. 또한, 위치 제어부(201)는 제1 속도∼제4 속도(FL1SPD∼FL4SPD)를 미리 기억하고 있고, 제1 속도∼제4 속도에 기초한 4개의 속도 지령(제1 속도 지령∼제4 속도 지령)을 출력한다.The position control section 201 calculates a speed command based on a position command inputted from the outside and information indicating the position of the rod 101 calculated by the position calculating section 209. [ The position control section 201 stores the first to fourth speeds FL1SPD to FL4SPD in advance and sets the four speed commands (the first speed command to the fourth speed command) based on the first speed to the fourth speed, .

제1 속도 지령은 로드(101)가 미리 정해진 원점으로부터, 로드(101)의 선단에 설치되어 있는 가압체(11)가 워크(33)의 근방[FL(Force Limit) 모드 개시 위치]까지 이동할 때의, 로드(101)가 이동하는 속도를 나타내는 지령이다. 제1 속도 지령에 있어서, 로드(101)를 이동시키는 속도의 상한값은, 제1 속도(FL1SPD)로서 미리 정해져 있다. 예를 들어, 리니어 모터(10)가 로드(101)를 이동시킬 때의 최고 속도를 제1 속도(FL1SPD)로 한다.When the rod 101 moves from the predetermined origin to the pressurizing body 11 provided at the tip of the rod 101 to the vicinity of the work 33 (the force limit mode starting position FL) Is a command indicating the speed at which the rod 101 moves. In the first speed command, the upper limit value of the speed at which the rod 101 is moved is predetermined as the first speed FL1SPD. For example, the maximum speed at which the linear motor 10 moves the rod 101 is referred to as a first speed FL1SPD.

제2 속도 지령은 가압체(11)가 워크(33)의 근방으로부터, 워크(33)에 접촉할 때까지 이동할 때의, 로드(101)가 이동하는 속도를 나타내는 지령이다. 제2 속도 지령에 있어서, 로드(101)를 이동시키는 속도는, 제2 속도(FL2SPD)로서 미리 정해져 있다. 제2 속도(FL2SPD)는 제1 속도(FL1SPD)보다 느린 속도이며, 가압체(11)가 워크(33)에 접촉할 때에 일정 이하의 압력(하중)이 워크(33)에 대해 가해지는 속도로 설정된다.The second speed command is a command indicating the speed at which the rod 101 moves when the pressing body 11 moves from the vicinity of the work 33 to the contact with the work 33. In the second speed command, the speed at which the rod 101 is moved is predetermined as the second speed FL2SPD. The second speed FL2SPD is a speed lower than the first speed FL1SPD and is a speed at which the pressure (load) less than a certain level is applied to the work 33 when the pressing body 11 contacts the work 33 Respectively.

제3 속도 지령은 가압체(11)를 워크(33)에 가압 접촉하여 워크(33)를 기판(31)에 실장시킨 후에, 로드(101) 및 가압체(11)를 워크(33)로부터 멀어지는 방향으로 이동시킬 때의 속도를 나타내는 지령이다. 제3 속도 지령에 있어서, 로드(101)를 이동시키는 속도는, 제3 속도(FL3PSD)로서 미리 정해져 있다. 제3 속도 지령은 로드(101) 및 가압체(11)를 원점을 향하여 이동시킬 때에 사용하는 지령이다.The third speed command is a command to move the rod 101 and the pressing body 11 away from the work 33 after the pressing body 11 is pressed against the work 33 to mount the work 33 on the substrate 31 Quot; direction " In the third speed command, the speed at which the rod 101 is moved is predetermined as the third speed FL3PSD. The third speed command is a command used to move the rod 101 and the pressing body 11 toward the origin.

제4 속도 지령은 가압체(11)를 워크(33)에 가압 접촉하여 워크(33)를 기판(31)에 실장시킨 후에, 로드(101)를 원점을 향하여 이동시킬 때의 속도를 나타내는 지령이다. 제4 속도 지령에 있어서, 로드(101)를 이동시키는 속도의 상한값은, 제4 속도(FL4SPD)로서 미리 정해져 있다. 또한, 제4 속도(FL4SPD)는 제3 속도(FL3SPD)보다 빠른 속도로 설정된다. 예를 들어, 제1 속도(FL1SPD)와 마찬가지로, 제4 속도(FL4SPD)를 리니어 모터(10)가 로드(101)를 이동시킬 때의 최고 속도로 한다.The fourth speed command is a command indicating the speed at which the load 101 is moved toward the origin after the pressing body 11 is pressed against the work 33 to mount the work 33 on the substrate 31 . In the fourth speed command, the upper limit value of the speed at which the rod 101 is moved is predetermined as the fourth speed FL4SPD. Further, the fourth speed FL4SPD is set at a higher speed than the third speed FL3SPD. For example, the fourth speed FL4SPD is set to the maximum speed at which the linear motor 10 moves the rod 101, as in the first speed FL1SPD.

스위치부(202)는 위치 판정부(211)의 제어에 기초하여, 위치 제어부(201)가 출력하는 4개의 속도 지령 중 어느 하나를 선택한다.The switch unit 202 selects any one of the four speed commands outputted from the position control unit 201 based on the control of the position judging unit 211. [

속도 제어부(203)에는, 스위치부(202)가 선택한 속도 지령과, 속도 산출부(208)가 산출하는 로드(101)의 속도를 나타내는 속도 정보가 입력된다. 속도 제어부(203)는 속도 지령이 나타내는 속도와, 속도 정보가 나타내는 속도의 편차에 기초하여, 로드(101)가 이동하는 속도를 속도 지령이 나타내는 속도로 하기 위한 전류값을 산출한다.The speed control section 203 is inputted with a speed command selected by the switch section 202 and speed information indicating the speed of the rod 101 calculated by the speed calculating section 208. [ The speed control section 203 calculates a current value for making the speed at which the rod 101 moves the speed indicated by the speed command based on the speed difference indicated by the speed command and the speed indicated by the speed information.

또한, 속도 제어부(203)는 산출한 전류값을 비제한 전류 지령으로서 출력함과 함께, 미리 정해진 전류 제한값(FL2I)을 상한값으로 한 전류 지령인 제한 전류 지령을 출력한다.Further, the speed control section 203 outputs the calculated current value as a non-regulated current command, and also outputs a limiting current command which is a current command whose upper limit is the predetermined current limit value FL2I.

산출된 전류값이 전류 제한값(FL2I) 이하인 경우, 비제한 전류 지령과 제한 전류 지령은, 동일한 전류값을 나타낸다. 한편, 산출된 전류값이 전류 제한값(FL2I)보다 큰 경우, 비제한 전류 지령은 산출된 전류값을 나타내고, 제한 전류 지령은 전류 제한값(FL2I)을 나타낸다. 전류 제한값(FL2I)은 리니어 모터(10)의 추력과, 워크(33)를 기판(31)에 실장할 때에 워크(33)를 가압하는 힘에 기초하여 미리 정해진다.When the calculated current value is equal to or less than the current limit value FL2I, the unrestricted current command and the limited current command indicate the same current value. On the other hand, when the calculated current value is larger than the current limit value FL2I, the non-restored current command indicates the calculated current value and the limiting current command indicates the current limiting value FL2I. The current limit value FL2I is predetermined based on the thrust of the linear motor 10 and the force for pressing the work 33 when the work 33 is mounted on the substrate 31. [

스위치부(204)는 위치 판정부(211)의 제어에 기초하여, 속도 제어부(203)가 출력하는 제한 전류 지령 및 비제한 전류 지령 중 어느 하나를 선택한다.The switch unit 204 selects either the limit current command or the non-limit current command output from the speed control unit 203 based on the control of the position determination unit 211. [

전류 제어부(205)는 스위치부(204)가 선택한 전류 지령과, 변류기(207)가 측정한 리니어 모터(10)에 흐르고 있는 전류값에 기초하여, 선택한 전류 지령과 측정한 전류값의 편차를 작게 하는 전압 지령을 산출한다.The current control unit 205 reduces the deviation between the selected current command and the measured current value based on the current command selected by the switch unit 204 and the current value flowing through the linear motor 10 measured by the current transformer 207 The voltage command is calculated.

전력 변환기(206)는 전기각 보정부(213)로부터 입력되는 전기각과, 전류 제어부(205)가 산출한 전압 지령에 기초하여, 리니어 모터(10)의 U, V, W상의 각 코일(104)에 전압을 인가한다.The electric power converter 206 converts each coil 104 of the U, V, and W phases of the linear motor 10 based on the electric angle input from the electric angle correcting unit 213 and the voltage command calculated by the current control unit 205, .

변류기(207)는 전력 변환기(206)와 리니어 모터(10)를 접속하고 있는 전력선에 설치되어 있다. 또한, 변류기(207)는 이 전력선에 흐르고 있는 전류값을 측정한다. 또한, 변류기(207)는 전류 제어부(205)와, 속도 전환 위치 결정부(210)와, 완료 신호 생성부(212)에 측정한 전류값을 나타내는 신호를 출력한다.The current transformer 207 is installed in a power line connecting the power converter 206 and the linear motor 10. Further, the current transformer 207 measures the current value flowing through this power line. The current transformer 207 outputs a signal indicating the measured current value to the current control unit 205, the speed switching position determination unit 210, and the completion signal generation unit 212.

속도 산출부(208)는 자기 센서(112)로부터 출력되는 정현파 신호 및 코사인파 신호(출력 VoutA 및 VoutB)의 변화량에 기초하여, 로드(101)의 이동 속도를 산출한다.The speed calculating unit 208 calculates the moving speed of the rod 101 based on the amount of change of the sinusoidal wave signal and the cosine wave signal (output VoutA and VoutB) output from the magnetic sensor 112. [

위치 산출부(209)는 자기 센서(112)로부터 출력되는 정현파 신호 및 코사인파 신호(출력 VoutA 및 VoutB)의 변화량에 기초하여, 로드(101)의 원점으로부터의 이동량을 산출한다. 위치 산출부(209)는 위치 제어부(201), 속도 전환 위치 결정부(210) 및 위치 판정부(211)에, 로드(101)의 위치를 나타내는 위치 정보를 출력한다.The position calculating unit 209 calculates the amount of movement from the origin of the rod 101 based on the amount of change of the sinusoidal wave signal and the cosine wave signal (output VoutA and VoutB) output from the magnetic sensor 112. [ The position calculating section 209 outputs position information indicating the position of the rod 101 to the position control section 201, the speed switching position determining section 210 and the position determining section 211. [

속도 전환 위치 결정부(210)는 FL 모드 개시 위치를 나타내는 신호를 위치 판정부(211)에 출력한다. FL 모드 개시 위치는, 로드(101) 및 가압체(11)가 워크(33) 및 기판(31)을 향하여 이동하고 있을 때에, 속도 지령을 제1 속도 지령으로부터 제2 속도 지령으로 전환하는 위치이다.The speed change position determining unit 210 outputs a signal indicating the FL mode start position to the position determining unit 211. [ The FL mode start position is a position for switching the speed command from the first speed command to the second speed command while the rod 101 and the pressing body 11 are moving toward the work 33 and the substrate 31 .

또한, 속도 전환 위치 결정부(210)는 속도 전환 위치(FL3POS)를 나타내는 신호를 위치 판정부(211)에 출력한다. 속도 전환 위치는, 워크(33)를 기판(31)에 가압한 후에 로드(101)를 원점을 향하여 이동시키고 있을 때에, 속도 지령을 제3 속도 지령으로부터 제4 속도 지령으로 전환하는 위치이다.The speed change position determining unit 210 also outputs a signal indicating the speed change position FL3POS to the position determining unit 211. [ The speed change position is a position to switch the speed command from the third speed command to the fourth speed command while moving the rod 101 toward the origin after pressing the work 33 to the substrate 31. [

또한, 속도 전환 위치 결정부(210)는 워크(33)를 가압하는 처리를 처음에 행할 때, 미리 기억하고 있는 초기 전환 위치(FL2POSSUB)를 FL 모드 개시 위치로서 위치 판정부(211)에 출력한다. 속도 전환 위치 결정부(210)는 워크(33)를 처음에 가압하였을 때에 있어서의, 로드(101)가 이동하는 속도 및 위치와, 리니어 모터(10)에 흐르는 전류에 기초하여, 워크(33)를 가압하여 워크(33)를 기판(31)에 설치하는 공정에 필요로 하는 시간을 단축하도록 FL 모드 개시 위치를 갱신한다.When the work for pressing the work 33 is performed for the first time, the speed change position determining section 210 outputs the previously stored initial change position FL2POSSUB to the position determining section 211 as the FL mode start position . The speed change position determining unit 210 determines the position of the work 33 on the basis of the speed and position at which the rod 101 moves and the current flowing through the linear motor 10 when the work 33 is initially pushed, The FL mode start position is updated so as to shorten the time required for the step of mounting the work 33 on the substrate 31. [

이후, 속도 전환 위치 결정부(210)는 갱신한 FL 모드 개시 위치를 위치 판정부(211)에 출력한다. 초기 전환 위치는, 워크(33)의 높이에 따라 미리 정해진 위치이며, 가압체(11)를 워크(33)에 접촉시켰을 때에 불필요한 충격을 워크(33)에 부여하지 않도록, 가압체(11)[리니어 모터(10)의 로드(101)]의 감속을 개시하는 위치이다. 속도 전환 위치(FL3POS)는, 예를 들어 초기 전환 위치(FL2POSSUB)와 동일 위치가 미리 설정되어 있다.Then, the speed change position determining unit 210 outputs the updated FL mode start position to the position determining unit 211. [ The initial switching position is a predetermined position in accordance with the height of the work 33 and is set so as not to give an unnecessary impact to the work 33 when the pressing body 11 is brought into contact with the work 33, (The rod 101 of the linear motor 10). In the speed change position FL3POS, for example, the same position as the initial switching position FL2POSSUB is set in advance.

이동 제어부로서의 위치 판정부(211)는 외부로부터 입력되는 위치 지령 및 동작 개시 신호와, 위치 산출부(209)가 출력하는 위치 정보에 기초하여, 위치 제어부(201)가 출력하는 4개의 속도 지령으로부터 어느 하나를 스위치부(202)에 선택시키는 제어를 한다. 또한, 위치 판정부(211)는 위치 지령 및 동작 개시 신호와, 위치 정보에 기초하여, 속도 제어부(203)가 출력하는 2개의 전류 지령 중 어느 하나를 스위치부(204)에 선택시키는 제어를 한다.Based on the position command and operation start signal input from the outside and the position information outputted by the position calculating section 209, the position determining section 211 as the movement controlling section determines from the four speed commands outputted from the position controlling section 201 And controls the switch unit 202 to select any one of them. The position determination section 211 controls the switch section 204 to select any one of the two current commands output from the speed control section 203 based on the position command and operation start signal and the position information .

완료 신호 생성부(212)는 가압체(11)가 워크(33)를 가압하고 있을 때에, 변류기(207)가 측정한 전류값이 미리 정해진 전류 제한값(FL2I)에 도달하면, 동작 완료 신호(UO2)를 외부에 출력한다.When the current value measured by the current transformer 207 reaches the predetermined current limit value FL2I while the pressing body 11 is pressing the work 33, the completion signal generating unit 212 outputs the operation completion signal UO2 ) To the outside.

전기각 보정부(213)는 자기 센서(112)가 출력하는 정현파 신호 및 코사인파 신호로부터 전기각을 산출한다. 또한, 전기각 보정부(213)는 위치 판정부(211)의 제어에 따라, 산출한 전기각 또는 산출한 전기각에 대해 보정을 한 전기각 중 어느 하나를 전력 변환기(206)에 출력한다.The electric angle correcting unit 213 calculates the electric angle from the sinusoidal wave signal and the cosine wave signal output from the magnetic sensor 112. [ The electric angle correcting unit 213 outputs either the electric angle calculated or the electric angle obtained by correcting the calculated electric angle to the electric power converter 206 under the control of the position judging unit 211. [

공작 장치(1)가 워크(33)를 처음에 가압할 때의 동작에 대해 설명한다.The operation when the work machine 1 presses the work 33 for the first time will be described.

도 19는, 본 실시 형태에 있어서의 공작 장치(1)가 워크(33)를 처음에 가압할 때의 동작을 나타내는 흐름도이다. 로드(101)가 워크(33) 및 기판(31)에 근접하는 방향을 CW 방향이라고 하고, 로드(101)가 워크(33) 및 기판(31)으로부터 멀어지는 방향을 CCW 방향이라고 한다.19 is a flowchart showing the operation when the work machine 1 presses the work 33 for the first time in the present embodiment. A direction in which the rod 101 approaches the work 33 and the substrate 31 is referred to as a CW direction and a direction in which the rod 101 moves away from the work 33 and the substrate 31 is referred to as a CCW direction.

제어부(20)는 워크(33)의 위치에 기초하는 위치 지령이 외부로부터 입력되면, 리니어 모터(10)의 구동을 개시하고, 가압체(11)를 원점으로 이동시키는 원점 복귀를 행한다(스텝 S101).When the position command based on the position of the work 33 is input from the outside, the control unit 20 starts driving of the linear motor 10 and performs home position return to move the pressing body 11 to the home position (step S101 ).

위치 판정부(211)는 원점 복귀가 완료되면, 외부로부터 동작 완료 신호(UI2)가 온으로 되어 있는지의 여부를 판정하고(스텝 S102), 동작 개시 신호가 온으로 될 때까지 대기한다(스텝 S102:아니오).When the home position return is completed, the position judging section 211 judges whether or not the operation completion signal UI2 is externally turned on (step S102), and waits until the operation start signal is turned on (step S102 :no).

스텝 S102에 있어서, 동작 개시 신호가 온으로 되면(스텝 S101:예), 위치 판정부(211)는 제1 속도 지령을 스위치부(202)에 선택시킴과 함께, 비제한 전류 지령을 스위치부(204)에 선택시킨다(스텝 S103). 그리고, 위치 판정부(211)는 리니어 모터(10)의 로드(101)를 워크(33)를 향하여(CW 방향으로) 이동시킨다(스텝 S104).When the operation start signal is turned on in step S102 (step S101: YES), the position determining section 211 selects the first speed command to the switch section 202 and outputs the non-preset current command to the switch section 204 (step S103). Then, the position determining section 211 moves the rod 101 of the linear motor 10 toward the work 33 (in the CW direction) (step S104).

위치 판정부(211)는 가압체(11)의 위치가 초기 전환 위치(FL2POSSUB)에 도달하고 있는지의 여부를 판정하고(스텝 S105), 가압체(11)가 초기 전환 위치(FL2POSSUB)에 도달할 때까지 제1 속도 지령을 사용하여 리니어 모터(10)를 구동시킨다(스텝 S105:아니오).The position determining section 211 determines whether or not the position of the pressing body 11 reaches the initial switching position FL2POSSUB (step S105), and when the pressing body 11 reaches the initial switching position FL2POSSUB The linear motor 10 is driven using the first speed command (step S105: NO).

스텝 S105에 있어서, 가압체(11)가 초기 전환 위치(FL2POSSUB)에 도달하면(스텝 S105:예), 위치 판정부(211)는 스위치부(202)에 제2 속도 지령을 선택시킴과 함께, 스위치부(204)에 제한 전류 지령을 선택시킨다(스텝 S106). 그리고, 위치 판정부(211)는 로드(101)의 이동 속도를 감속시킨다.When the pressing body 11 reaches the initial switching position FL2POSSUB in step S105 (step S105: YES), the position determining section 211 selects the second speed command to the switch section 202, And selects the limit current command to the switch unit 204 (step S106). Then, the position determining section 211 decelerates the moving speed of the rod 101. [

속도 전환 위치 결정부(210)는 제2 속도 지령이 선택된 후에, 로드(101)의 이동 속도가 제2 속도(FL2SPD) 이하인지의 여부를 판정하고(스텝 S107), 로드(101)의 이동 속도가 제2 속도(FL2SPD) 이하로 될 때까지 판정을 반복해서 행한다(스텝 S107:아니오).After the second speed command is selected, the speed change position determining unit 210 determines whether or not the moving speed of the rod 101 is equal to or less than the second speed FL2SPD (step S107) (Step S107: NO) until it becomes equal to or less than the second speed FL2SPD.

스텝 S107에 있어서, 로드(101)의 이동 속도가 제2 속도 이하로 되면(스텝 S107:예), 속도 전환 위치 결정부(210)는 현재의 가압체(11)의 위치와, 초기 전환 위치(FL2POSSUB)의 차분(FL2POSMAIN1)을 산출하고, 산출한 차분(FL2POSMAIN1)을 기억한다(스텝 S108).When the travel speed of the rod 101 becomes equal to or less than the second speed (step S107: YES), the speed change position determining unit 210 determines the position of the current pressure body 11 and the initial switch position FL2POSSUB), and stores the calculated difference (FL2POSMAIN1) (step S108).

전기각 보정부(213)는 리니어 모터(10)의 최대 추력에 대한 「추력 제한값」의 비 X(＝「추력 제한값」/「최대 추력」)를 산출한다(스텝 S109).The electric angle correcting unit 213 calculates the ratio X (= "thrust limit value" / "maximum thrust") of the "thrust limit value" to the maximum thrust of the linear motor 10 (step S109).

추력 제한값이라 함은, 워크(33) 및 기판(31)에 가해도 되는 압력(하중)의 최대값에 대응한다.The thrust limit value corresponds to the maximum value of the pressure (load) that can be applied to the work 33 and the substrate 31. [

전기각 보정부(213)는 스텝 S109에 있어서 산출한 추력의 비 X에 대응하는 위상 각도 Y를, 다음 수학식 6을 이용하여 산출한다(스텝 S110).The electrical angle correcting unit 213 calculates the phase angle Y corresponding to the ratio X of the thrust calculated in step S109 using the following equation (6) (step S110).

[수학식 6]&Quot; (6) "

수학식 6에 있어서 「cos-1」은 역코사인 함수이다.In Equation (6), " cos-1 " is an inverse cosine function.

전기각 보정부(213)는 자기 센서(112)가 출력하는 정현파 신호 및 코사인파 신호로부터 산출한 전기각 대신에, 전기각에 대해 위상 각도 Y를 더하여 보정을 행한 보정 전기각을 전력 변환기(206)에 출력한다(스텝 S111).The electric angle correcting unit 213 corrects the corrected electric angle obtained by adding the phase angle Y to the electric angle instead of the electric angle calculated from the sinusoidal wave signal and the cosine wave signal outputted by the magnetic sensor 112 to the electric power converter 206 (Step S111).

이후, 전기각 보정부(213)가 보정 전기각을 출력하고 있는 동안, 전력 변환기(206)는 로드(101)의 자극 위치에 대해 위상 각도 Y만큼 전진한 위상의 전압을 U, V, W상의 코일(104)에 인가한다.Then, while the electric angle correcting unit 213 is outputting the corrected electric angle, the electric power converter 206 converts the voltage of the phases advanced by the phase angle Y to the magnetic pole position of the rod 101 into U, V, W phases And is applied to the coil 104.

위상 각도 Y를 사용한 보정은, 전기각에 대해 위상 각도 Y를 뺌으로써 행하도록 해도 된다. 이 경우, 전력 변환기(206)는 로드(101)의 자극 위치에 대해 위상 각도 Y만큼 지연된 위상의 전압을 U, V, W상의 코일(104)에 인가하게 된다.The correction using the phase angle Y may be performed by subtracting the phase angle Y from the electrical angle. In this case, the power converter 206 applies a voltage of a phase delayed by the phase angle Y to the magnetic pole position of the rod 101 to the coil 104 of U, V, W phase.

속도 전환 위치 결정부(210)는 변류기(207)가 측정한 전류값이 전류 제한값(FL2I) 이상인지의 여부를 판정하고(스텝 S112), 측정한 전류값이 전류 제한값(FL2I)에 도달할 때까지 대기한다(스텝 S112:아니오).The speed switching position determination unit 210 determines whether the current value measured by the current transformer 207 is equal to or greater than the current limit value FL2I (step S112). When the measured current value reaches the current limit value FL2I (Step S112: NO).

스텝 S112에 있어서, 속도 전환 위치 결정부(210)는 변류기(207)가 측정한 전류값이 전류 제한값(FL2I)에 도달하고, 측정한 전류값이 전류 제한값(FL2I) 이상이라고 판정하면(스텝 S112:예), 현재의 가압체(11)의 위치로부터, 스텝 S108에 있어서 산출한 차분(FL2POSMAIN1)을 뺀 위치를, 새로운 FL 모드 개시 위치(FL2POSMAIN2)로서 기억한다(스텝 S113). 이때, 완료 신호 생성부(212)는 동작 완료 신호(UO2)를 온으로 하여 외부에 출력한다(스텝 S114).If it is determined in step S112 that the current value measured by the current transformer 207 reaches the current limit value FL2I and that the measured current value is equal to or greater than the current limit value FL2I : YES), the position obtained by subtracting the difference (FL2POSMAIN1) calculated in step S108 from the current position of the pressure body 11 is stored as a new FL mode start position (FL2POSMAIN2) (step S113). At this time, the completion signal generator 212 turns on the operation completion signal UO2 and outputs it to the outside (step S114).

스텝 S114에 있어서, 새로운 FL 모드 개시 위치(FL2POSMAIN2)를 산출할 때에 소정의 거리 Δd를 마진으로서 설정하도록 해도 된다. 구체적으로는, 현재의 가압체(11)의 위치로부터, 차분(FL2POSMAIN1)과 거리 Δd를 뺀 위치를, 새로운 FL 모드 개시 위치(FL2POSMAIN2)로 하도록 해도 된다.In step S114, the predetermined distance? D may be set as a margin when calculating the new FL mode start position (FL2POSMAIN2). More specifically, the position obtained by subtracting the distance DELTA d from the difference FL2POSMAIN1 may be set as a new FL mode starting position FL2POSMAIN2 from the current position of the pressing body 11. [

위치 판정부(211)는 외부로부터 입력되는 동작 개시 신호가 오프인지의 여부를 판정하고(스텝 S115), 동작 개시 신호가 오프로 될 때까지 대기한다(스텝 S115:아니오).The position determining unit 211 determines whether or not the operation start signal input from the outside is off (step S115), and waits until the operation start signal is turned off (step S115: No).

스텝 S115에 있어서, 동작 개시 신호가 오프로 되면(스텝 S115:예), 위치 제어부(201)는 원점을 이동처로 하는 위치 지령에 따라 속도 지령을 산출한다. 전기각 보정부(213)는 보정 전기각 대신에, 자기 센서(112)가 출력하는 정현파 신호 및 코사인파 신호로부터 산출한 전기각을 전력 변환기(206)에 출력한다(스텝 S116). 즉, 보정 전기각을 사용한 리니어 모터(10)의 구동을 종료한다.In step S115, when the operation start signal is turned off (step S115: YES), the position control section 201 calculates a speed command in accordance with a position command to which the origin is moved. The electric angle correcting unit 213 outputs the electric angle calculated from the sinusoidal wave signal and the cosine wave signal outputted by the magnetic sensor 112 to the electric power converter 206 instead of the corrected electric angle (step S116). That is, the driving of the linear motor 10 using the corrected electric angle is ended.

위치 판정부(211)는 제3 속도 지령을 스위치부(202)에 선택시킴과 함께, 제한 전류 지령을 스위치부(204)에 선택시킨다(스텝 S117). 그리고, 위치 판정부(211)는 로드(101)를 원점을 향하여(CCW 방향으로) 이동시킨다(스텝 S118).The position determination section 211 selects the third speed command to the switch section 202 and selects the limit current command to the switch section 204 (step S117). Then, the position determining section 211 moves the rod 101 toward the origin (in the CCW direction) (step S118).

위치 판정부(211)는 가압체(11)가 속도 전환 위치(FL3POS)에 도달하고 있는지의 여부를 판정하고(스텝 S119), 가압체(11)가 속도 전환 위치(FL3POS)에 도달할 때까지 대기한다(스텝 S119:아니오).The position determining section 211 determines whether or not the pressing body 11 reaches the speed change position FL3POS (step S119), and until the pressing body 11 reaches the speed change position FL3POS (Step S119: NO).

스텝 S119에 있어서, 가압체(11)가 속도 전환 위치(FL3POS)에 도달하면(스텝 S119:예), 위치 판정부(211)는 제4 속도 지령을 스위치부(202)에 선택시킨다(스텝 S120).When the pressing body 11 reaches the speed change position FL3POS in step S119 (step S119: YES), the position judging section 211 causes the switch section 202 to select the fourth speed command (step S120 ).

위치 판정부(211)는 가압체(11)가 원점에 도달하였는지의 여부를 판정하고(스텝 S121), 가압체(11)가 원점에 도달할 때까지 대기한다(스텝 S121:아니오).The position determining section 211 determines whether or not the pressing body 11 has reached the origin (step S121), and waits until the pressing body 11 reaches the origin (step S121: No).

스텝 S121에 있어서, 가압체(11)가 원점에 도달하면, 위치 판정부(211)는 가압체(11)가 원점에 도달한 것을 나타내는 신호를 완료 신호 생성부(212)에 출력하고, 완료 신호 생성부(212)가 동작 완료 신호를 오프로 한다(스텝 S122). 이와 같이 하여, 워크(33)를 기판(31)에 처음에 가압하는 동작을 종료한다.When the pressure body 11 reaches the home position in step S121, the position determination section 211 outputs a signal indicating that the pressure body 11 has reached the origin, to the completion signal generation section 212, The generation unit 212 turns off the operation completion signal (step S122). In this way, the operation of initially pressing the work 33 to the substrate 31 is terminated.

도 20은, 본 실시 형태에 있어서의 공작 장치(1)가 갱신한 FL 모드 개시 위치를 사용하여 워크(33)를 기판(31)에 가압하는 동작을 나타내는 흐름도이다.20 is a flowchart showing the operation of pressing the work 33 onto the substrate 31 using the FL mode start position updated by the machine tool 1 in the present embodiment.

제어부(20)는 워크(33)를 설치하는 기판(31)의 위치 또는 워크(33)의 위치에 기초하는 위치 지령이 외부로부터 입력되면, 리니어 모터(10)의 구동을 개시하고, 가압체(11)를 원점으로 복귀시키는 원점 복귀를 행한다(스텝 S201).When the position command based on the position of the substrate 31 on which the work 33 is mounted or the position of the work 33 is input from the outside, the control unit 20 starts driving the linear motor 10, 11 to the home position (step S201).

위치 판정부(211)는 원점 복귀가 완료되면, 외부로부터 동작 개시 신호(UI2)가 온으로 되어 있는지의 여부를 판정하고(스텝 S202), 동작 개시 신호가 온으로 될 때까지 대기한다(스텝 S202:아니오).When the home position return is completed, the position judging section 211 judges whether or not the operation start signal UI2 is turned on externally (step S202), and waits until the operation start signal is turned on (step S202 :no).

스텝 S202에 있어서, 동작 개시 신호가 온으로 되면(스텝 S202:예), 위치 판정부(211)는 제1 속도 지령을 스위치부(202)에 선택시킴과 함께, 비제한 전류 지령을 스위치부(204)에 선택시킨다(스텝 S203). 그리고, 위치 판정부(211)는 리니어 모터(10)의 로드(101)를 워크(33)를 향하여(CW 방향으로) 이동시킨다(스텝 S204).When the operation start signal is turned on in step S202 (step S202: YES), the position determining section 211 selects the first speed command to the switch section 202 and outputs the non-preset current command to the switch section 204 (step S203). Then, the position determining section 211 moves the rod 101 of the linear motor 10 toward the work 33 (in the CW direction) (step S204).

위치 판정부(211)는 가압체(11)의 위치가 FL 모드 개시 위치(FL2POSMAIN2)에 도달하고 있는지의 여부를 판정하고(스텝 S205), 가압체(11)가 FL 모드 개시 위치(FL2POSMAIN2)에 도달할 때까지 제1 속도 지령을 사용하여 리니어 모터(10)를 구동시킨다(스텝 S205:아니오).The position determining section 211 determines whether or not the position of the pressing body 11 reaches the FL mode start position FL2POSMAIN2 (step S205), and the pressing body 11 moves to the FL mode start position FL2POSMAIN2 The linear motor 10 is driven using the first speed command (step S205: NO).

스텝 S205에 있어서, 가압체(11)가 FL 모드 개시 위치(FL2POSMAIN2)에 도달하면(스텝 S205:예), 위치 판정부(211)는 제2 속도 지령을 스위치부(202)에 선택시킴과 함께, 제한 전류 지령을 스위치부(204)에 선택시킨다(스텝 S206). 그리고, 위치 판정부(211)는 로드(101)의 이동 속도를 감속시킨다.When the pressing body 11 reaches the FL mode start position FL2POSMAIN2 in step S205 (step S205: YES), the position determining section 211 selects the second speed command to the switch section 202 , And selects the limit current command to the switch unit 204 (step S206). Then, the position determining section 211 decelerates the moving speed of the rod 101. [

전기각 보정부(213)는 로드의 이동 속도가 제2 속도 이하로 되면, 자기 센서(112)가 출력하는 정현파 신호 및 코사인파 신호로부터 산출한 전기각 대신에, 전기각에 대해 위상 각도 Y를 더하여 보정을 행한 보정 전기각을, 전력 변환기(206)에 출력한다(스텝 S207).When the moving speed of the rod becomes equal to or lower than the second speed, the electric angle correcting unit 213 corrects the phase angle Y for the electric angle instead of the electric angle calculated from the sinusoidal wave signal and the cosine wave signal outputted from the magnetic sensor 112 In addition, the corrected electric angle obtained by the correction is outputted to the electric power converter 206 (step S207).

위치 판정부(211)는 변류기(207)가 측정한 전류값이 전류 제한값(FL2I) 이상인지의 여부를 판정하고(스텝 S208), 측정한 전류값이 전류 제한값(FL2I)에 도달할 때까지 대기한다(스텝 S208:아니오).The position determining unit 211 determines whether the current value measured by the current transformer 207 is equal to or greater than the current limit value FL2I (step S208), and waits until the measured current value reaches the current limit value FL2I (Step S208: NO).

스텝 S208에 있어서, 위치 판정부(211)는 전류값이 전류 제한값(FL2I)에 도달하고, 측정한 전류값이 전류 제한값(FL2I) 이상이라고 판정하면(스텝 S208:예), 전류값이 전류 제한값(FL2I)에 도달한 것을 나타내는 신호를 완료 신호 생성부(212)에 출력한다. 완료 신호 생성부(212)는 동작 완료 신호(UO2)를 온으로 하여 외부에 출력한다(스텝 S209).When the current value reaches the current limit value FL2I and the measured current value is equal to or greater than the current limit value FL2I (YES in step S208), the position determining unit 211 determines in step S208 whether the current value is equal to or greater than the current limit value FL2I To the completion signal generation section 212, a signal indicating that the signal FL2I has arrived. The completion signal generator 212 turns on the operation completion signal UO2 and outputs it to the outside (step S209).

위치 판정부(211)는 외부로부터 입력되는 동작 완료 신호가 오프인지의 여부를 판정하고(스텝 S210), 동작 개시 신호가 오프로 될 때까지 대기한다(스텝 S210:아니오).The position determining section 211 determines whether or not the operation completion signal inputted from the outside is off (step S210), and waits until the operation start signal is turned off (step S210: No).

스텝 S210에 있어서, 동작 개시 신호가 오프로 되면(스텝 S210:예), 위치 제어부(201)는 원점을 이동처로 하는 위치 지령에 따라 속도 지령을 산출한다. 전기각 보정부(213)는 보정 전기각 대신에, 자기 센서(112)가 출력하는 정현파 신호 및 코사인파 신호로부터 산출한 전기각을 전력 변환기(206)에 출력한다(스텝 S211). 즉, 보정 전기각을 사용한 리니어 모터(10)의 구동을 종료한다.In step S210, when the operation start signal is turned off (step S210: YES), the position control section 201 calculates the speed command in accordance with the position command for moving the origin. The electric angle correcting unit 213 outputs the electric angle calculated from the sinusoidal wave signal and the cosine wave signal outputted by the magnetic sensor 112 to the electric power converter 206 instead of the corrected electric angle (step S211). That is, the driving of the linear motor 10 using the corrected electric angle is ended.

위치 판정부(211)는 제3 속도 지령을 스위치부(202)에 선택시킴과 함께, 제한 전류 지령을 스위치부(204)에 선택시킨다(스텝 S212). 그리고, 위치 판정부(211)는 로드(101)를 원점을 향하여(CCW 방향으로) 이동시킨다(스텝 S213).The position determination section 211 selects the third speed command to the switch section 202 and selects the limit current command to the switch section 204 (step S212). Then, the position determining section 211 moves the rod 101 toward the origin (in the CCW direction) (step S213).

위치 판정부(211)는 가압체(11)가 속도 전환 위치(FL3POS)에 도달하고 있는지의 여부를 판정하고(스텝 S214), 가압체(11)가 속도 전환 위치(FL3POS)에 도달할 때까지 대기한다(스텝 S214:아니오).The position determining section 211 determines whether or not the pressing body 11 reaches the speed change position FL3POS (step S214), and until the pressing body 11 reaches the speed change position FL3POS (Step S214: NO).

스텝 S214에 있어서, 가압체(11)가 속도 전환 위치(FL3POS)에 도달하면(스텝 S214:예), 위치 판정부(211)는 제4 속도 지령을 스위치부(202)에 선택시킨다(스텝 S215).When the pressing body 11 reaches the speed change position FL3POS in step S214 (step S214: YES), the position judging section 211 causes the switch section 202 to select the fourth speed command (step S215 ).

위치 판정부(211)는 가압체(11)가 원점에 도달하였는지의 여부를 판정하고(스텝 S216), 가압체(11)가 원점에 도달할 때까지 대기한다(스텝 S216:아니오).The position determining section 211 determines whether or not the pressing body 11 has reached the origin (step S216), and waits until the pressing body 11 reaches the origin (step S216: No).

스텝 S216에 있어서, 가압체(11)가 원점에 도달하면, 위치 판정부(211)는 가압체(11)가 원점에 도달한 것을 나타내는 신호를 완료 신호 생성부(212)에 출력하고, 완료 신호 생성부(212)가 동작 완료 신호(UO2)를 오프로 한다(스텝 S217). 이와 같이 하여, 워크(33)를 기판(31)에 가압하는 동작을 종료한다.When the pressure body 11 reaches the home position in step S216, the position determination section 211 outputs a signal indicating that the pressure body 11 has reached the origin to the completion signal generation section 212, The generation unit 212 turns off the operation completion signal UO2 (step S217). In this way, the operation of pressing the work 33 to the substrate 31 is terminated.

도 21은, 도 20의 스텝 S202부터 스텝 S209까지의 동작에 있어서의 속도, 전류 및 동작 완료 신호의 변화를 나타내는 파형도이다. 도 21에 있어서, 종축은 가압체(11)의 위치를 나타내고 있다.FIG. 21 is a waveform diagram showing changes in speed, current, and operation completion signal in the operations from step S202 to step S209 in FIG. In Fig. 21, the vertical axis indicates the position of the pressing body 11. As shown in Fig.

제어부(20)는 동작 개시 신호가 온으로 되면, 가압체(11)를 제1 속도(FL1SPD)로 워크(33)를 향하여 이동시킨다. 제어부(20)는 가압체(11)가 FL 모드 개시 위치(FL2POSMAIN2)에 도달하면, 가압체(11)를 제1 속도(FL1SPD)로부터 제2 속도(FL2SPD)까지 감속시킨다.When the operation start signal is turned on, the control unit 20 moves the pressing body 11 toward the work 33 at the first speed FL1 SPD. The control unit 20 decelerates the pressing body 11 from the first speed FL1SPD to the second speed FL2SPD when the pressing body 11 reaches the FL mode start position FL2POSMAIN2.

제어부(20)는 가압체(11)를 제2 속도(FL2SPD)로 워크(33)를 향하여 이동시키고, 워크(33)를 기판(31)을 향하여 가압한다. 이때, 제어부(20)는 가압체(11)를 워크(33)에 가압하는 힘이, 전류 제한값(FL2I)에 대응하는 힘보다 커지면, 동작 완료 신호를 온으로 한다.The control unit 20 moves the pressing body 11 toward the work 33 at the second speed FL2SPD and presses the work 33 toward the substrate 31. [ At this time, if the force for pressing the pressing body 11 against the work 33 is greater than the force corresponding to the current limit value FL2I, the control unit 20 turns on the operation completion signal.

도 22는, 도 20의 스텝 S212부터 스텝 S217까지의 동작에 있어서의 속도, 전류 및 동작 완료 신호의 변화를 나타내는 파형도이다. 도 22에 있어서, 종축은 가압체(11)의 위치를 나타내고 있다.Fig. 22 is a waveform diagram showing changes in speed, current, and operation completion signal in the operations from step S212 to step S217 in Fig. 22, the vertical axis indicates the position of the pressing body 11. As shown in Fig.

제어부(20)는 가압체(11)를 워크(33)에 가압한 후, 제3 속도(FL3SPD)로 가압체(11)를 원점을 향하여 이동시키고, 상승시킨다. 제어부(20)는 가압체(11)가 속도 전환 위치에 도달하면 제3 속도(FL3SPD)보다 빠른 제4 속도(FL4SPD)로 가압체(11)를 원점을 향하여 이동시킨다.The control section 20 moves the pressing body 11 toward the origin and raises the pressing body 11 at the third speed FL3SPD after pressing the pressing body 11 against the work 33. [ The control unit 20 moves the pressing body 11 toward the origin at a fourth speed FL4SPD faster than the third speed FL3SPD when the pressing body 11 reaches the speed change position.

제어부(20)는 원점에 있어서 가압체(11)의 속도가 0으로 되도록, 리니어 모터(10)의 로드(101)의 이동 속도를 감속시키고, 가압체(11)가 원점에 도달하면 동작 완료 신호를 오프로 한다.The control unit 20 decelerates the moving speed of the rod 101 of the linear motor 10 so that the velocity of the pressing body 11 at the origin becomes zero and when the pressing body 11 reaches the origin, .

상술한 바와 같이, 공작 장치(1)는 리니어 모터(10)의 구동을 개시하고 나서 가압체(11)가 FL 모드 개시 위치(FL2POSMAIN2)에 도달할 때까지의 구간에 있어서, 위치 제어, 속도 제어 및 전류 제어를 조합하여 리니어 모터(10)를 제어한다. 또한, 공작 장치(1)는 FL 모드 개시 위치(FL2POSMAIN2)로부터 가압체(11)가 워크(33)에 접촉하는 동안의 구간에 있어서, 속도 제어 및 전류 제어를 조합하여 리니어 모터(10)를 제어한다. 또한, 공작 장치(1)는 가압체(11)가 워크(33)에 접촉한 후에 전류 제어로 리니어 모터(10)를 제어한다.As described above, in the section from the start of driving of the linear motor 10 to the time when the pressing body 11 reaches the FL mode start position (FL2POSMAIN2), the machine tool 1 performs position control, speed control And the current control are combined to control the linear motor 10. The machine tool 1 controls the linear motor 10 in combination with speed control and current control in a section during which the pressing body 11 contacts the work 33 from the FL mode start position FL2POSMAIN2 do. Further, the machine tool 1 controls the linear motor 10 by current control after the pressing body 11 contacts the work 33.

즉, 공작 장치(1)는 가압체(11)의 위치에 따라 제어를 전환한다.That is, the machine tool 1 switches the control according to the position of the pressing body 11.

공작 장치(1)는 가압체(11)의 위치에 따른 제어에 의해, 가압체(11)가 워크(33)에 접촉하기 전에, 제1 속도보다 느린 제2 속도로 감속시킴으로써, 워크(33)에 불필요한 충격을 부여하지 않고 가압체(11)를 워크(33)에 가압할 수 있다. 즉, 공작 장치(1)는 워크(33)에 가하는 하중(압력)을 제어하는 정밀도를 향상시킬 수 있다.The work machine 1 decelerates the workpiece 33 at a second speed lower than the first speed before the pressing body 11 contacts the work 33 by control according to the position of the pressing body 11, The pressing body 11 can be pressed against the work 33 without giving an unnecessary impact to the pressing body 11. [ That is, the machine tool 1 can improve the accuracy of controlling the load (pressure) applied to the work 33. [

또한, 공작 장치(1)는 리니어 모터(10)에 흐르는 전류값이 전류 제한값 이상으로 될 때까지 제2 속도로 가압체(11)를 이동시킨다. 전류값이 전류 제한값 이상으로 된 후에, 예를 들어 리니어 모터(10)의 구동을 멈추거나, 리니어 모터(10)에 흐르는 전류값을 작게 하거나, 워크(33)로부터 멀어지는 방향으로 가동자를 이동시킴으로써, 워크(33)에 필요 이상의 하중을 부여하는 것이 발생하지 않도록 할 수 있다. 즉, 공작 장치(1)는 워크(33)에 가하는 하중을 제어하는 정밀도를 향상시킬 수 있다.Further, the machine tool 1 moves the pressing body 11 at the second speed until the current value flowing through the linear motor 10 becomes equal to or larger than the current limit value. By stopping the drive of the linear motor 10 or decreasing the value of the current flowing through the linear motor 10 or moving the mover in the direction away from the work 33 after the current value reaches the current limit value or more, It is possible to prevent the work 33 from being given more than necessary load. That is, the machine tool 1 can improve the accuracy of controlling the load applied to the work 33. [

이와 같이, 공작 장치(1)는 워크(33)에 대한 하중을 측정하지 않고, 워크(33)에 대한 가압 제어의 정밀도를 향상시킬 수 있다.In this manner, the machine tool 1 can improve the accuracy of the pressure control on the work 33 without measuring the load on the work 33. [

또한, 공작 장치(1)는 워크(33)를 처음에 가압할 때에, 제1 속도로부터 제2 속도로 감속할 때에 필요로 하는 거리[차분(FL2POSMAIN1)]를 검출하고, 가압체(11)가 워크(33)에 접촉한 위치와 차분(FL2POSMAIN1)으로부터 새로운 FL 모드 개시 위치(FL2POSMAIN2)를 산출한다. 또한, 공작 장치(1)는 워크(33)를 처음에 가압하였을 때에 산출한 FL 모드 개시 위치(FL2POSMAIN2)를 사용하여, 워크(33)를 기판(31)에 가압하는 동작을 행한다.The work machine 1 also detects a distance (difference (FL2POSMAIN1)) required when decelerating the work 33 from the first speed to the second speed when the work 33 is initially pressed, And calculates a new FL mode start position (FL2POSMAIN2) from the position of contact with the work (33) and the difference (FL2POSMAIN1). The work machine 1 performs an operation of pressing the work 33 to the substrate 31 by using the FL mode start position FL2POSMAIN2 calculated when the work 33 is initially pressed.

즉, 공작 장치(1)는 워크(33)를 처음에 가압할 때에 검출한 워크(33)의 위치와, 제1 속도로부터 제2 속도로 감속할 때까지 필요로 하는 거리에 기초하여 FL 모드 개시 위치를 산출하고, 산출한 FL 모드 개시 위치를 사용하여 워크(33)의 가압을 행한다.That is, the work machine 1 starts the FL mode based on the position of the work 33 detected when the work 33 is initially pressed and the distance required to decelerate from the first speed to the second speed And presses the work 33 using the calculated FL mode start position.

이에 의해, 공작 장치(1)는 워크(33)의 높이에 따른 FL 모드 개시 위치를 산출하고, 산출한 FL 모드 개시 위치를 사용한 제어를 행한다. 이에 의해, 공작 장치(1)는 워크(33)를 가압하는 정밀도를 향상시킬 수 있다.Thus, the machine tool (1) calculates the FL mode start position according to the height of the work (33), and performs control using the calculated FL mode start position. Thus, the machine tool 1 can improve the accuracy of pressing the work 33. [

또한, 공작 장치(1)는 구동 장치로서 리니어 모터(10)를 사용함으로써, 로드(101)(가동자)에 부여하는 추력을 워크(33)에 직접 가할 수 있다. 이로 인해, 공작 장치(1)는 추력의 방향을 변환하는 기계 구조를 갖는 장치에 비해, 기계 구조에 있어서의 추력의 손실 등을 발생시키지 않고 워크(33)에 하중(압력)을 가할 수 있다. 따라서, 공작 장치(1)는 추력을 제어하는 정밀도를 향상시킬 수 있다.The machine tool 1 can apply the thrust imparted to the rod 101 (movable element) directly to the work 33 by using the linear motor 10 as a drive device. As a result, the machine tool 1 can apply a load (pressure) to the work 33 without causing loss of thrust in the machine structure or the like, compared with an apparatus having a mechanical structure for changing the direction of thrust. Thus, the machine tool 1 can improve the precision of controlling the thrust.

또한, 공작 장치(1)는 리니어 모터(10)의 최대 추력에 대한 추력 제한값의 비 X를 산출하고, 산출한 비 X에 따른 위상 각도 Y를 사용하여 전기각을 보정하고 있다. 전기각을 보정함으로써, U, V, W상의 코일(104)과, 로드(101) 내에 적층되어 있는 마그네트(103)의 위치 관계인 자극 위치에 대해 최대의 추력을 발생시킬 수 있는 전기각을 어긋나게 함으로써, 외관상의 추력 상수를 작게 변경하고 있게 된다.Further, the machine tool (1) calculates the ratio X of the thrust limit value to the maximum thrust of the linear motor (10) and corrects the electric angle using the phase angle Y according to the calculated ratio X. By correcting the electric angle, the electric angle capable of generating the maximum thrust with respect to the magnetic pole position which is the positional relationship between the coil 104 of the U, V, W phase and the magnet 103 stacked in the rod 101 is shifted , The apparent thrust constant is changed to a small value.

리니어 모터(10)가 발생시키는 추력(토크)은 추력 상수 N0[N/Arms]과 리니어 모터(10)에 흐르는 전류 i[Arms]를 승산한 값「N0×i」로 된다. 리니어 모터(10)에 있어서의 추력의 분해능은, 전력 변환기(206)나 변류기(207)에 있어서의 전류 분해능과 추력 상수 N0에 비례한다. 추력 상수 N0은, 코일(104)에 흐르는 전류와 마그네트(103)의 자속의 위상 관계를 일치시켰을 때의 값이다. 통상, 리니어 모터(10)를 구동시키는 경우, 제어부(20)는 코일(104)에 흐르는 전류와 마그네트(103)의 자속의 위상 관계를 일치시키도록 전류를 흘린다. 위상이 θ 어긋나면 외관상의 추력 상수 Nθ는 감소하고, 추력 상수 Nθ는 다음 수학식 7로 나타내어진다.The torque (torque) generated by the linear motor 10 becomes the value N0 x i obtained by multiplying the thrust constant N0 [N / Arms] by the current i [Arms] flowing through the linear motor 10. [ The resolution of the thrust in the linear motor 10 is proportional to the current resolution in the power converter 206 and the current transformer 207 and the thrust constant N0. The thrust constant N0 is a value when the phase relationship between the current flowing through the coil 104 and the magnetic flux of the magnet 103 is matched. Normally, when the linear motor 10 is driven, the control unit 20 causes current to flow so that the phase relationship between the current flowing through the coil 104 and the magnetic flux of the magnet 103 coincides with each other. When the phase is shifted by?, The apparent thrust constant N? Decreases and the thrust constant N? Is expressed by the following equation (7).

[수학식 7]&Quot; (7) "

도 23은, 전기각의 위상 이동과 리니어 모터(10)가 발생시키는 추력의 관계를 나타내는 그래프이다.23 is a graph showing the relationship between the phase shift of the electrical angle and the thrust generated by the linear motor 10. Fig.

도 23에 있어서, 종축은 추력을 나타내고, 횡축은 위상의 어긋남량(각도)을 나타내고 있다. 예를 들어, 위상이 60도 어긋나면(θ＝60도), 외관상의 추력 상수 Nθ는 추력 상수 N0의 절반으로 된다. 또한, 위상이 90도 어긋나면(θ＝90도), 외관상의 추력 상수 Nθ는 0으로 된다.In Fig. 23, the vertical axis represents the thrust, and the horizontal axis represents the phase shift amount (angle). For example, when the phase is shifted by 60 degrees (? = 60 degrees), the apparent thrust constant N? Becomes half of the thrust constant N0. Further, when the phase is shifted by 90 degrees (? = 90 degrees), the apparent thrust constant N?

공작 장치(1)에 있어서, 가압체(11)가 FL 모드 개시 위치(FL2POSMAIN2)에 도달한 후에, 전기각을 위상 각도 Y로 보정한 보정 전기각을 사용하여 리니어 모터(10)에 통전함으로써, 외관상의 추력 상수 Nθ를 작게 하고 있다. 이에 의해, 공작 장치(1)에 있어서의 추력의 분해능을 작게 할 수 있어, 추력을 제어하는 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 전압 지령을 산출할 때의 라운딩 오차나 양자화 오차로부터 발생하는 추력의 오차나 편차를 억제할 수 있어, 추력의 제어를 고정밀도로 행할 수 있다.The work machine 1 is energized to the linear motor 10 by using the corrected electric angle obtained by correcting the electric angle by the phase angle Y after the pressing body 11 reaches the FL mode start position FL2POSMAIN2, The apparent thrust constant N? Is reduced. Thus, the resolution of thrust in the machine tool 1 can be reduced, and the accuracy of controlling the thrust can be improved. In addition, it is possible to suppress errors and variations in the thrust generated from the rounding error and the quantization error when calculating the voltage command, so that the thrust can be controlled with high accuracy.

또한, 공작 장치(1)는 가동자의 이동하는 속도가 제2 속도 이하로 되면, 전기각 보정부(213)가 전기각을 보정하도록 하고 있다. 이에 의해, 공작 장치(1)는 가동자가 FL 모드 개시 위치에 도달한 후에, 신속하게 가동자의 이동 속도를 제2 속도까지 감속시키고, 제2 속도에 도달하면 추력의 분해능을 높게 하여 추력의 제어를 고정밀도로 행할 수 있다.Further, in the machine tool 1, when the moving speed of the mover is not more than the second speed, the electric angle correcting unit 213 corrects the electric angle. Thus, the machine tool 1 quickly decelerates the moving speed of the mover to the second speed after the mover reaches the FL mode start position, and increases the resolution of the thrust when the second speed is reached, thereby controlling the thrust And can be performed with high accuracy.

(변형예)(Modified example)

상술한 실시 형태에 있어서 설명한 가압 제어를 행하는 경우, 가압을 개시한 후에 순식간에 규정된 가압력에 도달하는 것이 바람직하다. 가압력의 응답 시간을 짧게 하기 위해서는, 전류 지령의 응답을 고속으로 할 필요가 있다. 그러나, 실제로는 제어계의 응답에 의해 지연이 발생해 버린다.In the case of performing the pressure control described in the above-described embodiment, it is preferable that the pressing force instantaneously reaches the pressing force after the pressing is started. In order to shorten the response time of the pressing force, it is necessary to make the response of the current command high. However, in reality, a delay occurs due to the response of the control system.

제어부(20)에서는, 전류 제어부(205)로부터 변류기(207)를 경유하여 전류 제어부(205)로 복귀되는 제어 루프와, 속도 제어부(203)로부터 자기 센서(112)를 경유하여 속도 제어부(203)로 복귀되는 제어 루프와, 위치 제어부(201)로부터 자기 센서(112)를 경유하여 위치 제어부(201)로 복귀되는 제어 루프가 있다. 가압력의 응답 시간에는, 전류 제어부(205)를 기점으로 하는 제어 루프와, 속도 제어부(203)를 기점으로 하는 제어 루프가 영향을 미친다. 가압을 개시할 때에는 위치는 변화되지 않으므로, 위치 제어부(201)를 기점으로 하는 제어 루프의 영향은 거의 없다.The control unit 20 controls the control loop to return from the current control unit 205 to the current control unit 205 via the current transformer 207 and the control loop from the speed control unit 203 to the speed control unit 203 via the magnetic sensor 112. [ And a control loop returned from the position control section 201 to the position control section 201 via the magnetic sensor 112. [ In the response time of the pressing force, a control loop starting from the current control section 205 and a control loop starting from the speed control section 203 are influenced. Since the position does not change when the pressurization is started, the influence of the control loop starting from the position control section 201 is hardly affected.

전류 제어부(205)를 기점으로 하는 제어 루프에서는, 루프가 작기 때문에 충분히 고속으로 제어되는 경우가 많아, 전류의 지령값과 측정되는 값은 거의 차가 없다. 그로 인해, 속도 제어부(203)를 기점으로 하는 제어 루프가 가압력의 응답 시간(가압의 응답 성능)에 큰 영향을 미치게 된다. 따라서, 속도 제어부(203)에 있어서 전류 지령을 산출할 때에 사용되고 있는 제어 게인(비례 게인이나 적분 게인 등)을 크게 하는 것이 생각된다. 그러나, 리니어 모터(10)를 포함하는 공작 장치(1)의 메카니즘계의 고유 진동수에 의해 제어 게인의 크기는 제한되어 버린다. 이로 인해, 안정적인 동작을 리니어 모터(10)에 시키기 위해서는, 제어 게인을 일정 이상의 값으로 할 수 없다.In the control loop starting from the current control unit 205, the loop is often small, so that it is often controlled at a sufficiently high speed so that there is almost no difference between the command value of the current and the measured value. As a result, the control loop starting from the speed control section 203 has a great influence on the response time of the pressing force (response performance of pressing). Therefore, it is conceivable to increase the control gain (proportional gain, integral gain, etc.) used when the current command is calculated in the speed control section 203. [ However, the magnitude of the control gain is limited by the natural frequency of the mechanical system of the machine tool 1 including the linear motor 10. Therefore, in order to make the linear motor 10 perform a stable operation, the control gain can not be set to a predetermined value or more.

가압체(11)로 워크(33)를 가압하는 경우에 착안한다. 가압체(11)와 워크(33)가 접촉하기 때문에, 리니어 모터(10)를 포함하는 공작 장치(1)의 메카니즘계의 고유 진동수는 상승한다. 따라서, 가압을 행할 때는, 가압체(11) 및 로드(101)를 이동시킬 때에 비해 제어 게인을 크게 할 수 있다. 따라서, 가압체(11) 및 로드(101)를 이동시킬 때와, 가압체(11)로 워크(33)를 가압할 때에, 속도 제어부(203)에 있어서의 제어 게인을 전환한다. 이에 의해, 가압력의 응답 시간을 짧게 하여 원하는 가압력에 의한 가압을 행할 수 있다.Attention will be paid to the case of pressing the work 33 with the pressing body 11. The natural frequency of the mechanical system of the machine tool 1 including the linear motor 10 increases because the pressing body 11 and the work 33 contact each other. Therefore, when pressurization is performed, the control gain can be made larger than when the pressurizing member 11 and the rod 101 are moved. The control gain in the speed control section 203 is switched when moving the pressing body 11 and the rod 101 and pressing the work 33 with the pressing body 11. [ Thereby, the response time of the pressing force can be shortened and the pressing by the desired pressing force can be performed.

이하, 도 20에 나타낸 공작 장치(1)의 동작에, 속도 제어부(203)에 있어서의 제어 게인의 전환을 적용한 동작을 설명한다. 속도 제어부(203)에는, 2개의 제어 게인으로서, 이동용의 제어 게인과, 이동용의 제어 게인보다 큰 값의 가압용 제어 게인이, 미리 기억되어 있는 경우에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation of switching the control gain in the speed control section 203 to the operation of the machine tool 1 shown in Fig. 20 will be described. The speed control section 203 is described as a case in which the control gain for movement and the control gain for pressing larger than the control gain for movement are stored in advance as two control gains.

도 24는, 본 실시 형태에 있어서의 공작 장치(1)가 워크(33)를 기판(31)에 가압하는 동작의 변형예를 나타내는 흐름도이다.24 is a flowchart showing a modified example of the operation of the work machine 1 in this embodiment for pressing the work 33 onto the substrate 31. Fig.

도 24에 나타나 있는 흐름도는, 도 20에 나타나 있는 흐름도와, 이하의 2점에서 상이하다. 즉, 속도 제어부(203)가 제어 게인을 이동용의 제어 게인으로부터 가압용의 제어 게인으로 전환하는 처리(스텝 S206a)가 스텝 S206과 스텝 S207 사이에 더해져 있는 점과, 속도 제어부(203)가 제어 게인을 가압용의 제어 게인으로부터 이동용의 제어 게인으로 전환하는 처리(스텝 S210a)가 스텝 S210과 스텝 S211의 사이에 더해져 있는 점이다.The flowchart shown in Fig. 24 differs from the flowchart shown in Fig. 20 in the following two points. That is, the process in which the speed control section 203 switches the control gain from the control gain for movement to the control gain for pressurization (step S206a) is added between step S206 and step S207 and that the speed control section 203 controls the gain (Step S210a) for switching from the control gain for pressurization to the control gain for movement is added between step S210 and step S211.

다른 스텝(스텝 S201부터 스텝 S217) 각각에 있어서의 처리는, 도 20의 흐름도와 동일하므로, 그 설명을 생략한다.The processing in each of the other steps (steps S201 to S217) is the same as that in the flowchart of Fig. 20, and a description thereof will be omitted.

속도 제어부(203)는 위치 판정부(211)의 판정 결과에 기초하여, 스텝 S206a 및 스텝 S210a의 처리를 행한다.The speed control section 203 performs the processing of step S206a and step S210a on the basis of the determination result of the position determination section 211. [

도 24에 있어서, 제어 게인을 이동용 제어 게인으로부터 가압용 제어 게인으로의 전환을 스텝 S206과 스텝 S207 사이에 행하는 경우에 대해 나타내었지만, 이것으로 제한하지 않는다. 가압체(11)의 위치가 FL 모드 개시 위치에 도달한 후(스텝 S205보다 이후)로부터 가압체(11)가 워크(33)에 접촉할 때까지의 동안에, 이동용 제어 게인으로부터 가압용 제어 게인으로 전환하면 된다.In Fig. 24, the case of switching the control gain from the movement control gain to the pressure control gain is shown between step S206 and step S207, but the present invention is not limited to this. From the movement control gain to the pressure control gain until the position of the pressure body 11 reaches the FL mode start position (after step S205) until the pressing body 11 contacts the work 33 You can switch.

또한, 제어 게인을 가압용 제어 게인으로부터 이동용 제어 게인으로의 전환도, 제3 속도(FL3SPD)로 원점을 향하여(CCW 방향으로) 이동을 개시하기 전(스텝 S213보다 이전)이면 된다. 또한, 속도 제어부(203)는 제1 속도로부터 제2 속도로의 감속이 개시된 타이밍에서 제어 게인을 전환하도록 해도 된다.Also, the control gain may be switched from the control gain for pushing to the movement control gain before the movement is started toward the origin (in the CCW direction) at the third speed (FL3SPD) (before step S213). Further, the speed control section 203 may switch the control gain at the timing at which the deceleration from the first speed to the second speed is started.

상술한 바와 같이, 속도 제어부(203)의 제어 게인을 전환함으로써, 가압체(11) 및 로드(101)를 워크(33)를 향하여 이동시킬 때, 및 가압체(11) 및 로드(101)를 원점을 향하여 이동시킬 때에, 메카니즘계의 고유 진동수의 제한을 받지 않고, 제어 게인(가압용 제어 게인)을 정할 수 있다. 이로 인해, 가압력의 응답성을 개선할 수 있어, 가압체(11)가 워크(33)에 접촉하고 나서 원하는 가압력으로 가압체(11)가 워크(33)를 가압할 때까지의 시간을 단축할 수 있다.As described above, by switching the control gain of the speed control section 203, when the pressing body 11 and the rod 101 are moved toward the work 33 and when the pressing body 11 and the rod 101 are moved It is possible to determine the control gain (control gain for pressurization) without being limited by the natural frequency of the mechanism system when moving toward the origin. As a result, the responsiveness of the pressing force can be improved and the time until the pressing body 11 presses the work 33 with a desired pressing force after the pressing body 11 contacts the work 33 can be shortened .

도 19에 나타낸 공작 장치(1)의 동작에, 도 24에 나타낸 바와 같이 속도 제어부(203)에 있어서의 제어 게인의 전환을, 적용하도록 해도 된다.In the operation of the machine tool 1 shown in Fig. 19, the switching of the control gain in the speed control section 203 may be applied as shown in Fig.

상술한 실시 형태 및 그 변형예에 있어서는, 제어부(20)가 로드 타입의 리니어 모터(10)를 제어하는 경우에 대해 설명하였지만, 이것으로 제한되지 않는다. 제어부(20)가 플랫 타입의 리니어 모터나 회전 모터를 제어하도록 해도 된다. 제어부(20)가 회전 모터를 제어하는 경우, 회전 운동을 볼 나사 등을 사용하여 직선 운동으로 변환하도록 해도 된다.In the above-described embodiment and its modifications, the control unit 20 controls the rod-type linear motor 10, but the present invention is not limited to this. The control unit 20 may control the flat type linear motor or the rotary motor. When the control unit 20 controls the rotary motor, the rotary motion may be converted into linear motion using a ball screw or the like.

도 19에 있어서의 스텝 S109 및 스텝 S110의 처리를 사전에 행하고, 전기각 보정부(213)에 위상 각도 Y를 미리 기억시키도록 해도 된다.The processing of steps S109 and S110 in Fig. 19 may be performed in advance, and the phase angle Y may be stored in advance in the electrical angle correcting unit 213 in advance.

상술한 실시 형태에 있어서는, 리니어 모터(10)의 로드(101)의 선단에 설치된 가압체(11)로 워크(33)를 가압하는 경우에 대해 설명하였지만, 로드(101)의 선단에서 워크(33)를 가압하도록 해도 된다.The work 33 is pressed by the pressing body 11 provided at the tip end of the rod 101 of the linear motor 10. In the above embodiment, .

상술한 제어부(20)는 내부에, 컴퓨터 시스템을 갖고 있어도 된다. 그 경우, 상술한 위치 제어부(201), 스위치부(202), 속도 제어부(203), 스위치부(204), 전류 제어부(205), 속도 산출부(208), 위치 산출부(209), 속도 전환 위치 결정부(210), 위치 판정부(211), 완료 신호 생성부(212) 및 전기각 보정부(213)가 행하는 처리의 과정은, 프로그램의 형식으로 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기억된다. 그리고, 이 프로그램을 컴퓨터가 판독하여 실행함으로써, 각 기능부의 처리가 행해지게 된다.The control unit 20 described above may have a computer system therein. In this case, the position control section 201, the switch section 202, the speed control section 203, the switch section 204, the current control section 205, the speed calculating section 208, the position calculating section 209, The processes of the switching position determination unit 210, the position determination unit 211, the completion signal generation unit 212, and the electrical angle correction unit 213 are stored in a computer-readable recording medium in the form of a program. Then, the computer reads and executes the program, whereby the processing of each functional unit is performed.

컴퓨터 판독 가능한 기록 매체라 함은, 자기 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, DVD-ROM, 반도체 메모리 등을 말한다. 이 컴퓨터 프로그램을 통신 회선에 의해 컴퓨터에 배신하고, 이 배신을 받은 컴퓨터가 당해 프로그램을 실행하도록 해도 된다.The computer-readable recording medium refers to a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like. The computer program may be distributed to the computer by a communication line and the computer that has received the distribution may execute the program.

1 : 공작 장치(리니어 모터 장치)
10 : 리니어 모터
20 : 제어부
33 : 워크(가압 대상물)
101 : 로드(가동자)
210 : 속도 전환 위치 결정부
211 : 위치 판정부(이동 제어부)
213 : 전기각 보정부1: Machine tool (linear motor device)
10: Linear motor
20:
33: work (pressurized object)
101: Load (mover)
210: Speed switching position determining section
211: Position determination section (movement control section)
213:

Claims

A linear motor apparatus comprising a linear motor and a control section for moving a mover of the linear motor to apply pressure to the object to be pressed,
Wherein,
After the mover is moved toward the object to be pressed at a predetermined first speed based on the position control,
The control is performed such that when the mover starts to apply pressure to the object to be pressed, the object is decelerated at a second speed lower than the first speed and at a second speed at which the pressure applied to the object to be pressed becomes a predetermined pressure or less, ,
Moving the mover at the second speed until the current flowing through the linear motor reaches a predetermined current limit value or more,
Wherein,
Based on a distance required when decelerating the speed at which the mover moves from the first speed to the second speed and a position at which the mover starts to be pressed against the object to be pressed, A speed change position determining unit that calculates a speed reduction start position that is a position at which the speed starts to decelerate from the speed at the second speed;
Wherein when the mover moves the mover of the linear motor to the first speed when the mover is moved from the predetermined position toward the object to be pressed and the mover reaches the deceleration start position, And a movement controller for moving the mover at the second speed until the mover reaches the second speed.

The method according to claim 1,
Wherein,
Further comprising an electric angle correcting unit for correcting an electric angle corresponding to a magnetic pole position of the mover on the basis of a ratio of a load applied to the pressing object to a maximum thrust of the linear motor,
And the mover is moved based on the electric angle corrected by the electric angle correcting unit.

3. The method of claim 2,
Wherein the electric angle correcting unit comprises:
And corrects the electric angle when the moving speed of the mover is not more than the second speed.

The method according to claim 1,
Wherein,
Wherein the control gain is switched to a control gain that is larger than a control gain used when the mover is moved at the first speed after starting deceleration from the first speed to the second speed.

There is provided a control method in a linear motor apparatus having a linear motor and a control section for moving a mover of the linear motor to apply pressure to the object to be pressed,
After the mover is moved toward the object to be pressed at a predetermined first speed based on the position control,
The control is performed such that when the mover starts to apply pressure to the object to be pressed, the object is decelerated at a second speed lower than the first speed and at a second speed at which the pressure applied to the object to be pressed becomes a predetermined pressure or less, ,
And moving the mover at the second speed until the current flowing through the linear motor reaches a predetermined current limit value or more,
Wherein the control unit includes a speed change position determining unit and a movement control unit,
Wherein the speed change position determining section determines the speed of the mover based on the distance required when the speed of the mover is decelerated from the first speed to the second speed and the position to start the pressing with respect to the pressing object, A deceleration start position that is a position where deceleration of the speed from the first speed to the second speed is started,
Wherein when the mover moves the mover from the predetermined position toward the object to be pressed, the mover moves the mover of the linear motor at the first speed, and when the mover reaches the deceleration start position, Moves the mover at the second speed until the current value reaches the current limit value or more.

A linear motor apparatus comprising a linear motor and a control section for moving a mover provided in the linear motor to apply a load to the object to be pressed,
Wherein,
After the control is performed on the basis of the position of the mover toward the object to be pressed at a first predetermined speed, and when the mover starts to apply pressure to the object to be pressed at a second speed lower than the first speed The control unit moves the mover at the second speed until the current flowing through the linear motor becomes equal to or higher than a predetermined current limit value ,
Wherein,
A speed at which the mover moves is determined based on a distance required for decelerating the speed at which the mover moves from the first speed to the second speed and a position at which the mover starts to be pressed against the pressing object, A speed change position determining unit that calculates a speed reduction start position that is a position at which the speed starts to decelerate from the speed at the second speed;
Wherein when the mover moves the mover of the linear motor to the first speed when the mover is moved from the predetermined position toward the object to be pressed and the mover reaches the deceleration start position, And a movement controller for moving the mover at the second speed until the mover reaches the second speed,
Wherein the control unit moves the mover in a direction opposite to a direction in which a load is applied to the pressing object when an operation start signal is inputted from the outside after the operation completion signal is output to the outside.